理解电场对强耦合多层量子点分子电子与光学性质的调控

Muhammad Usman

doi:10.1039/c5nr04710b

理解电场对强耦合多层量子点分子电子与光学性质的调控

介观与纳米尺度物理 2015-10-28 v1 材料科学计算物理

作者: Muhammad Usman

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摘要

强耦合量子点分子（QDMs）被广泛应用于各种光电、光伏及量子信息器件的设计中。这些器件的高效与优化性能要求对底层 QDMs 的电子与光学性质进行工程化调控。施加电场为实现所需器件操作而对 QDM 特性进行此类调控提供了一个手段。我们进行了数百万原子的原子级紧束缚计算，以研究电场对电子与空穴波函数约束及对称性、基态跃迁能量、带隙波长以及光学跃迁模式的影响。研究了平行（ $\vec{E_p}$ ）与反平行（ $\vec{E_a}$ ）于生长方向的电场，以提供理解电场效应的全面指南。发现杂化电子态的应变诱导不对称性较弱，可以通过施加约 1 KV/cm 量级的小 $\vec{E_a}$ 电场来平衡。强点间耦合在大电场下完全破坏，导致单 QD 态约束在 QDM 的相对边缘。这模拟了 QDMs 从 I 型能带结构向 II 型能带结构的转变，这是设计中间带太阳能电池（IBSC）的关键要求。对依赖于电场的基态跃迁能量的分析表明，通过施加大电场，QDM 可作为高偶极矩器件运行；而在施加小幅值电场时，则可作为高极化率器件运行。[摘要因适应 arXiv 字符数限制而被截断]

关键词

量子点分子电场调控紧束缚计算电子性质光学性质中间带太阳能电池

引用

@article{arxiv.1508.05981,
  title  = {Understanding electric field control of electronic and optical properties of strongly-coupled multi-layer quantum dot molecules},
  author = {Muhammad Usman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05981},
  year   = {2015}
}

备注

10 figures; 25 pages; accepted for publication in Nanoscale journal

理解电场对强耦合多层量子点分子电子与光学性质的调控

摘要

关键词

引用

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