本文通过简要介绍国内外关于ZnO/MgZnO量子阱中电子、激子和杂质态跃迁光吸收及相关研究进展和存在的问题,特别指出对非对称结构和混相MgxZn1-xO（0.37
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本文通过简要介绍国内外关于ZnO/MgZnO量子阱中电子、激子和杂质态跃迁光吸收及相关研究进展和存在的问题,特别指出对非对称结构和混相MgxZn1-xO（0.37<x<0.62）问题讨论的不足,引出我们对非对称量子阱MgxZn1-xO/Zn O/MgyZn1-yO（含混相结构）中杂质子态跃迁光吸收的选题.首先,本文考虑内建电场和Hartree势,采用有限元差分法计算电子能级,再结合变分法求解杂质子态能级,从而计算得到杂质态结合能.其次,针对纤锌矿和闪锌矿结构量子阱,考虑电子从基态分别到杂质子态第一激发态和第二激发态间的跃迁,采用密度矩阵法计算获得线性和非线性光吸收系数.最后,利用权重模型拟合混相的杂质态结合能和电子跃迁光吸收系数,进而在较宽组分范围内,讨论三元混晶效应和阱宽、掺杂浓度和入射光强对光吸收系数的影响,并与电子子带间光吸收跃迁进行对比.结果显示:在两种结构中内建电场对导带倾斜作用远大于Hartree势对导带弯曲影响.在混相区间,杂质态结合能在宽阱时对组分变化较为敏感;杂质子态间电子跃迁光吸收则有分别对应两个波段的吸收峰.非线性效应减弱总光吸收峰振幅,但增大其半高宽.阱宽和Mg组分可调节杂质子态跃迁能,减少右垒组分和增加阱宽,均使光吸收峰发生蓝移.增加掺杂浓度和减弱入射光强,均增大杂质子态间跃迁概率,而增强光吸收.闪锌矿结构主导的光吸收峰对光强更敏感,在光强足够强时,总光吸收峰则劈裂成双峰.与电子子带间跃迁对比,其光吸收峰峰位均显示蓝移,且振幅增强.本文的结论可为ZnO/MgZnO量子阱相关实验的设计和红外探测器的制备提供参考.
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