量子点中应变的普适行为

自组装量子点（QDs）是高度应变的异质结构。晶格应变显著改变了这些器件的电子和光学性质。在不同形状和材料的 QDs 的原子级应变模拟（就应变幅度和分布而言）中观察到了一种普适行为。本文通过原子级模型和解析连续介质模型研究了这一普适行为。原子级应变模拟非常精确，但计算成本高昂。另一方面，解析连续介质解基于显著降低应变计算精度的假设，但速度非常快。两种技术均表明，应变取决于 QDs 的长径比（AR），而非各个单独的尺寸。因此，引入了简单的闭式方程，直接给出 QD 内部的原子级应变值，作为 AR 和材料参数的函数。此外，QDs 的导带和价带边 $E_{C/V}$ 及其有效质量 $m^*_{C/V}$ 由此受应变和 AR 决定。原子级应变对 AR 的普适依赖性在许多方面都很有用：它不仅显著降低了原子级模拟的计算成本，而且通过从 AR 获知的 $E_{C/V}$ 和 $m^*_{C/V}$，还提供了关于 QDs 光学跃迁的信息。最后，这些表达式被用于计算 InAs/GaAs QDs 的光学跃迁波长，结果与实验测量和原子级模拟吻合良好。