在有效质量和偶极矩近似下,考虑自发和压电极化产生的内建电场(BEF)、晶格失配产生的应变及外加流体静压力对材料参数的调节, 采用变分法和密度矩阵法,研究了内建电场及外加流体静压力对应变纤锌矿GaN/AlxGa1－xN柱形量子点中激子光跃迁吸收系数和线性光折射率变化的影响。 结果表明：内建电场使激子光跃迁吸收峰强度和线性光折射率变化范围减小,光跃迁吸收峰及线性光折射率变化的两个峰值向低能方向移动, 发生明显红移,且三元混晶中Al的含量越高,红移量越大；流体静压力减小了激子光跃迁吸收峰强度和线性光折射率的变化范围, 使光跃迁吸收峰及线性光折射率变化的两个峰值向高能方向移动,出现蓝移。

在有效质量近似下, 计算了盘形量子点中离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命.设盘形量子点由有限长的柱形ZnO材料组成, 四周被MgxZn1－xO包围, 离子施主局域在盘轴.考虑了由于自发极化和压电极化引起的内建电场效应, 并在有限深约束势下采用合适的变分波函数进行.计算结果表明, 量子盘结构参数(盘高度及垒中Mg组分)和离子施主的位置对离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命有强烈的影响.随着盘高度的增加, 结合能、光跃迁能和振子强度减小, 而辐射寿命增加.对含Mg量较高的盘形量子点, 盘高度对结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命的影响更显著.当施主杂质位于量子点的左界面附近时结合能(光跃迁能)有极大(极小)值, 而当施主杂质位于量子点的右界面附近时结合能(光跃迁能)有极小(极大)值.

在有效质量近似基础上,考虑强的内建电场效应,变分计算了纤锌矿结构的GaN柱形量子点中带 电量为－e的离子受主束缚激子(A-, X)的发光波长。结果表明,离子受主束缚激子发光波长强烈依赖于量子点的尺寸(高度和半径)、 离子受主杂质的位置和垒中Al含量。随着量子点高度、半径及垒中Al含量的增加,离子受主束缚激子发光波长增大。 随着离子受主杂质从量子点左边垒中沿z轴方向移至量子点左边界,发光波长先增大,在量子点的左界面附近达到极大值; 随着离子受主杂质在量子点内继续右移,发光波长减小,当杂质位于量子点的右边界附近时光跃迁波长达到极小值; 进一步右移离子受主杂质至量子点的右边垒中时,发光波长增大。和自由激子光跃迁波长相比,当离子受主杂质位于 量子点中心的左边时,杂质的引入使发光波长增大,当离子受主杂质位于量子点中心的右边时,杂质的引入使发光波长减小。

在有效质量近似下，考虑强的内建电场和应变对材料参量的影响，变分研究了流体静压力对有限高势垒应变纤锌矿GaN/Al0.15Ga0.85N柱形量子点中重空穴激子的结合能、发光波长和电子空穴复合率的影响.数值结果表明，激子结合能和电子空穴复合率随流体静压力的增大而近线性增大，发光波长随流体静压力的增大而单调减小.在量子点尺寸较小的情况下，流体静压力对激子结合能和电子空穴复合率的影响更明显.由于应变效应，为了获得有效的电子-空穴复合过程，GaN量子点的高度必须小于5.5 nm.

在有效质量近似下,采用变分法,研究了内建电场和杂质对双电子柱 形 GaN/Alx Ga1-x N 量子点系统束缚能的影响。 结果表明:杂质带负电时,体系基态能量都比较大,不易形成稳定的束缚态。带电量为e的施主杂质位于量子点中心时, 杂质电子的束缚能随量子点高度和半径的增加先缓慢增大后减小,存在最大值;随着Al含量的增加,体系的束缚能增大。 随着杂质从量子点下界面沿z轴移至上界面,体系的束缚能先增大后减小。与单电子杂质态相比,内建电场对双电子量子 点系统束缚能的影响比较显著;当量子点高度 L<6 nm时,杂质双电子量子点系统的束缚能大于单电子杂质态束缚能, 而当量子点高度 L>6 nm时,杂质双电子量子点系统的束缚能小于单电子杂质态束缚能。

在有效质量近似和变分原理的基础上, 选取含两个变分参数的波函数, 研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN单量子点中类氢施主杂质体系的结合能随量子点(QD)尺寸以及杂质在量子点中位置的变化, 并与以前使用不同尝试波函数的计算结果进行了比较。结果表明: 由我们选取的两变分参数波函数得到的结果与前人选取的两变分参数波函数得到的结果相比有所改进, 而与选取一个变分参数波函数得到的结果一致。同时我们还计算了体系的维里定理值随量子点半径的变化情况, 所得结果与前人工作结果一致, 说明本文选取的两变分参数波函数能很好地描述柱形量子点中施主杂质态的运动。

本文利用SO(3)旋转群性质得到了非线性双折射介质模型的一个严格解.由此证明相干态进入双折射介质后将产生宏观上可分辨的量子迭加态.为检测它们所产生的干涉条纹,本文采用零拍检测方案,计算了初态为线偏振和圆偏振相干光时零拍检测器输出流的几率分布.