[发明专利]一种利用稀磁半导体测量多量子阱耦合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种利用稀磁半导体测量多量子阱耦合的方法，更确切地说本发明涉及一类II-VI族耦合多量子阱系统的能带结构随着量子阱阱深(垒高)变化的测量方法。

背景技术

利用(II，Mn)VI稀磁半导体材料中的巨塞曼分裂效应，在低温情况下(4.2K)，自旋向上和自旋向下的能态在平行于生长方向上的几个特斯拉的磁场作用下有多达几十至上百meV的能量分裂。利用这一特性，在多量子阱的阱(垒)中进行少量的Mn掺杂，可以认为构成阱(垒)材料的其它物理参数保持不变。对不同的自旋极化方向的跃迁，改变外加磁场的强度，等效于改变体系的阱深(垒高)参数，从而改变体系的能带结构和耦合行为。利用圆偏振光测量特定自旋方向的载流子的带间光吸收，可以得到阱深(垒高)对体系能带结构的影响[S.Lee等，Phys.Rev.B 61，2120(2000)]。利用传统的实验方法，研究阱深(垒高)对耦合多量子阱能带结构和耦合行为，需要制备一系列参数得到严格控制的样品，成本高，样品制备难度高。同时，要改变阱深(垒高)，必须改变阱(垒)的合金组份，由此带来的合金无序、应力、界面粗糙等参数不同对实验结果的影响难以估计。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用稀磁半导体测量多量子阱耦合的方法。采用本发明提出的方法，在不改变样品结构参数的情况下，可以在较大阱深(垒高)变化范围内，研究多量子阱能带结构的变化，同时避免了由于样品参数不同引入的如无序、应力等其它参数的不同对实验结果的影响，提高了实验精度和效率，降低了实验成本。相比于在微电子学、光电子学领域得到广泛应用的量子阱和耦合双量子阱，耦合多量子阱具有更多的可调整的参数，能够满足更复杂的技术应用。研究不同参数对耦合多量子阱的能带结构和耦合行为，能够促进这类体系在电子和光电子技术中的应用。

本发明提供的利用稀磁半导体测量多量子阱耦合的方法，其特征在于利用稀磁半导体的巨塞曼分裂，用平行于生长方向的磁场调控阱深或垒高，以测定耦合多量子阱能带结构的变化。

考虑激子效应的包含稀磁半导体的耦合多量子阱的哈密顿函数为

+18mωc2ρ2+Ue,s-d(ze)+Uh,ρ-d(zh)-e24πϵϵ0ρ2+(ze-zh)2]]>式(1)