4、量子环：独特的研究领域

量子环：独特的研究领域

1. 量子环的基本特性与理论进展

量子环中的极化子位移揭示了阿哈罗诺夫 - 玻姆（Aharonov–Bohm）振荡的非单色性，这归因于不同电子轨迹所环绕的磁通量差异。当激子产生时，电子和空穴对介质极化的贡献符号相反，因此在计算由粒子波函数决定的净效应时，考虑环的有限性非常重要。

将量子环嵌入各种多层结构是控制其物理性质的重要手段。例如，在 GaAs 包覆的 InAs/In₀.₅₃Ga₀.₄₇As 量子环中，出现了异常的应变弛豫现象。嵌入 In₀.₅₃Ga₀.₄₇As 矩阵中的 GaAs 为 InAs 的原子弛豫提供了足够空间，显著减弱了各应变分量和双轴应变。同时，GaAs 对电子和重空穴起到势垒作用，对轻空穴则起到势阱作用。与量子点相比，量子环中 InAs 的弱正双轴应变和 GaAs 的强负双轴应变增强了价带状态的轻空穴特性。

计算量子环中的应变分布、电荷载流子能量及其他性质（如壳层填充、自旋极化、激子精细结构、磁化等）需要广泛运用现代理论物理的多种先进工具，以下是一些常用方法：
|方法名称|应用场景|
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|精确对角化方法|揭示一维量子环中少电子系统的分数阿哈罗诺夫 - 玻姆效应，考虑自旋、无序和库仑相互作用|
|密度泛函理论的多种版本|研究多电子量子环|
|经验赝势方法或经验紧束缚方法|在使用原子价力场方法计算应变后，推导电子性质|
|单带有效质量近似及其多带 k·p 方法的推广|对量子环系统进行连续描述|
|14 带 k·p 模型|用于模拟自组装量子环，能适应底层 GaAs 闪锌矿晶格的正确对称性|
|组态相互作用方法|计算量子环中少粒子系统的