36、量子环在电磁场中的光学特性研究

量子环在电磁场中的光学特性研究

1. 引言

在量子力学中，Aharonov - Bohm效应表明带电粒子会受远离其轨迹的磁场影响，导致环形受限粒子能量产生与磁通量相关的振荡。纳米级半导体环，即Aharonov - Bohm量子环，成为研究这一效应的重要量子系统。本文聚焦于Aharonov - Bohm量子环在外部电磁场中的光学特性，涉及单电子量子环在磁通量和横向电场作用下的特性，以及嵌入微腔的量子环系统的发射光谱调控。

2. 量子环的制备与特性

• 量子环的制备方法
  • 类型I量子环 ：最初是在优化InAs量子点生长条件时偶然形成，QD材料从中心溅出形成火山状结构，如今已成为常规制备方法，典型半径为10 - 100 nm。
  • 类型II量子点 ：一个载流子被限制在QD内部，相反电荷的载流子被限制在势垒中，载流子在势垒中绕QD做半径为10 - 20 nm的旋转运动。
  • 蒸发模板法 ：将含QDs和聚苯乙烯微球的水溶液引入玻璃基板表面，经过蒸发和微球去除三个阶段，最终形成径向尺寸为80 nm - 1 µm的量子环。
• 量子环中的量子效应
  • Aharonov - Bohm效应 ：带电粒子受远离其轨迹的磁场影响，导致环形受限粒子能量产生磁通量依赖的振荡。