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耦合量子阱中的巨斯塔克效应：解析模型

DOI：10.1103/PhysRevB.100.155410 期刊：Physical Review B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 耦合量子阱因其近简并且偶极耦合的电子态而被视为高极化率结构的候选者。因此，可以设想其在线性与非线性光学中的诸多有趣应用。我们通过一个以δ函数势垒分隔量子阱的简单结构来分析这一提案。虽然该几何构型确实会引发显著的斯塔克位移，但基于极化率（及超极化率）的微扰估算在临界场强之后失效——该临界场强与势垒呈反比关系。因此，由近简并态引发的巨斯塔克效应始终受限于较小的临界场。我们将解析推导的（超）极化率表达式应用于计算砷化镓量子阱和过渡金属二硫化物双层的定量斯塔克位移。所预测的斯塔克位移与临界场与一系列现有实验中观测到的场依赖性相符。
作者： Thomas Garm Pedersen
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研究概述 实验方案

研究目的

分析具有δ函数势垒的耦合量子阱中的巨斯塔克效应，重点研究极化率和超极化率，并将理论预测与GaAs量子阱及过渡金属二硫化物双层中的实验观测进行对比。

研究成果

研究表明，虽然耦合量子阱因近简并态可呈现巨斯塔克效应，但其微扰区域受限于与势垒高度成反比的关键场强。该解析结果与砷化镓量子阱及过渡金属二硫化物双层中的实验观测高度吻合，凸显了这些结构在电光和非线性光学应用中的潜力。

研究不足

该研究仅限于采用具有δ函数势垒的简化耦合量子阱模型，可能无法涵盖实际系统的所有复杂性。此外，研究未考虑激子效应，仅聚焦于单粒子态。

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