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半导体激子基态性质的研究林晓熙.
本科毕业设计(论文)
半导体激子基态性质的研究
林晓熙
燕 山 大 学
2010年 6月
摘要
半导体激光器是很多日常装备中的关键部分,为了提高这些设备的性能,全界都在努力的研制和开发开,更小,更亮,效率更高或可在新的波长下工作的半导体激光器。而作为半导体发光性质的重要应用,进一步了解半导体的发光性质对于半导体激光器的发展是很重要的。本文研究的课题就属于半导体激光器的发光性质方面的理论分析和计算。
论文首先介绍了半导体的发光原理及激子。从而说明了研究半导体的发光性质的重要性。指出半导体激光器中激子的复合发光起起着重要作用。激子概念的提出对于半导体发光而言是一个重要的里程碑,有关激子束缚态的研究一直是人们关注的热点。文章主要介绍了有关激子基态的理论研究和实验上的状况。
本文使用有限元方法,利用虚时演化的计算方法,使用Matlab数学软件,近似计算激子在无限深势阱里的基态及基态能。并对计算结果进行讨论。
关键词 半导体激子;束缚基态;有限元法;matlab
Abstract
Semiconductor lasers ale used extensively in many equipments.The better properties in semiconductors are expected to develop the optoelectronic devices.As the important application of semiconductor optical properties,the progress of semiconductors lasers depend on its further researches.The subject of this article is about the optical properties of semiconductors.
Firstly the progress of semiconductor lasers is introduced in this article and present the necessity and importance on studying the optical properties of semiconductors.Then the luminescence mechanism in semiconductors is explained and point out the recombination of excitons plays the important role in the luminescence of semiconductor lasers.
This paper used the finite element method, using the virtual evolution, a calculation method when using Matlab mathematical software, the approximate calculation excitation an infinite-potential-well ground and in the ground. And the calculated results are discussed.
Keywords Semiconductor exciton;exciton-bounded state;
Finite element method;matlabI
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 研究的主要内容 2
第2章 激子及激子研究现状 3
2.1激子简介 3
2.2量子阱中激子凝聚的研究进展 5
2.3 本章小结 10
第3章 激子基态计算方法 11
3.1 激子基态计算方法-有限元法 11
3.1.1 一维问题的有限元方法、线性元 12
3.1.2 二维问题,三角形线性元 22
3.2 激子基态描述 27
3.3 matlab pde工具箱简介 29
3.4 本章小结 30
第四章 半导体中激子基态计算 31
4.1 虚时演化 31
4.2 分析非线性薛定谔方程 32
4.3 matlab求解 33
4.3.1 三角格子 33
4.3.2 公式处理 33
4.3.3 计算结果及讨论 34
结论 39
参考文献 41
致谢 43
附录1 开题报告 45
附录2 文献综述 47
附录3 外文翻译 49
附录4 外文原文 55
附录5 编程源代码 67
第1章 绪论
1.1 课题背景
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