程成 王国栋† 程潇羽

1)(浙江工业大学应用物理系,杭州 310023)

2)(Departm ent of Chem istry,Tem p le University,Philadelph ia PA 19122,United States)

室温下表面极化效应对量子点带隙和吸收峰波长的影响∗

程成1)王国栋1)†程潇羽2)‡

1)(浙江工业大学应用物理系,杭州 310023)

2)(Departm ent of Chem istry,Tem p le University,Philadelph ia PA 19122,United States)

(2017年3月20日收到;2017年4月27日收到修改稿)

对于离散在本底介质中的纳米晶体量子点,考虑表面极化效应,通过像电荷法建立极化势能项,应用微扰法求解激子的薛定谔方程,得到了与本底介电系数直接相关的量子点带隙解析表达式.对不同本底中尺寸依赖的量子点带隙、第一吸收峰波长、第一吸收峰波长移动进行的计算表明,表面极化效应对量子点的带隙和第一吸收峰波长有明显的影响.随着本底介电系数的增大,量子点的带隙减小,第一吸收峰波长红移.量子点在不同本底中的第一吸收峰波长移动会在某个固定粒径达到最大值,最大值对应的粒径取决于量子点种类.

量子点,表面极化效应,带隙,吸收峰波长

1 引 言

纳米晶体量子点(nanocrystal quantum dots, QDs)由于量子尺寸效应、表面效应等,使得其具有独特的光电性质,这些独特的光电性质在光电子器件中有很大的应用潜力,近年来得到了人们的广泛关注[1].

实验表明,量子点的带隙不仅与其尺寸有关,温度和本底介质都会对量子点的带隙产生影响.温度对量子点带隙的影响来源于两个方面：热膨胀和电子-声子耦合效应,带隙随温度的变化可以用Varshni定律来描述[2].另一方面,量子点通常离散在本底介质中,由于量子点的介电系数与周……