2022-2023学年高二物理竞赛课件：电子和空穴能级

电子和空穴能级 e-h系统哈密顿量为 电子和空穴能级为 称为l阶球贝塞尔函数的第n阶零位： .d=0 ①模型 ②能量 ●强限制区域 为空穴相对质心运动轨道半径. 量子化能 所以e-h间库仑作用可以忽略. 因为e-h间库仑作用能量 研究表明： 量 在这种情况下,有效质量的运用会存在问题, 量子点可以视为一个大分子. 能隙 跃迁定则： e,h对系统基态能量 ●弱限制区域 电子和空穴形成激子态,激子质心受到限制, 作为微扰. ●中间限制区域 电子和空穴的相对运动几乎不受到影响.这种情况发生在Cu的卤化物中（ 或R≥10nm的CdSe量子点中. 电子量子化,空穴在由量子点和量子化电子的空间电荷形成的势场中运动.这种情况下,库伦能量与量子化能量具有相同的数量级,这种情况存在II-VI半导体量子点 很小） 中.空穴可以认为是在强限制域的电子云中运动，并与电子之间发生库仑相互作用. 11.5无序系统中激子 1. 激子局域机制 ①深势阱中：有效质量较大的空穴局域, 电子经库仑作用束缚于空穴. ②宽势阱中： （激子玻尔半径） 激子整体局域. 激子: 低能 情况下,激子以机制①方式局域.随着能量增加, 激子以机制②方式局 域,直至ME.在ME之上为扩展态激子（性 质接近有序材料中自由粒子）. ●由于基态显著的非均匀加宽，故 激子难以观察到. ●由于重粒子容易局域,因此在混合阴离子的离子键半导体材料, 如 说明： ●只要尾参数比能隙小得多,仍然可以用有效质量近似描述局域态激子. 中激子比混合阳离子的离子键 中激子更容易 ●在共价键半导体材料中,导带和价带共同产生局域激子,如α-Si, 中电子 与空穴的质量相对较低, 因此局域激子困 难,即尾参数和态密度都小. 有效质量意味 着 半导体材料, 如 局域. 而大范围激子则减 中激子玻尔半径比 中激子玻尔半径大得多. $$