量子點之間的能量轉移之動態理論

Dynamics of energy transfer between quantum dots

鄭柏隆(Bo-Long Cheng)

指導教授 ： 鄭舜仁

國立交通大學/理學院/電子物理系所/碩士(2020年)

摘要

福斯特能量共振轉移的現象普遍發生在分子、生物體或是可被光激發固態系統之間。近期也發現，能量轉移被廣泛地運用在光能捕捉系統、太陽能電池。而能量轉移的基本機制是藉由施子與受子之間的偶極-偶極作用力，把能量傳遞出去，其中偶極-偶極作用力不只受到施子與受子之間的距離影響，而且還與兩者的排列方式有關。
本論文先簡介單量子點的特性，建立由亮激子所組成的二能階模型，並利用布洛赫球面分析激子的動態行為。接著，在雙量子點的模型中，考慮量子點本身的不對稱性與量子點之間的偶極-偶極作用力，然後利用quantum Liouville equation，模擬與分析在兩量子點不同排列下激子的動態行為。

關鍵字

福斯特能量共振轉移 ； 量子點 ； 激子動態

並列摘要

Förster resonance energy transfer (FRET) is dynamical phenomenon that is commonly observed in molecular, biological, and excited solid state systems. Recently, FRET is utilized as a useful mechanism in the light-harvesting system and solar-cell applications. The basic mechanism of FRTE is usually dominated by dipole-dipole interaction which essentially depends on the distance between the quantum objects and their arrangements.
In this thesis, we use quantum Liouville equation to study the exciton dynamics
between two quantum dots(QDs) subjective to intradot e-h exchange interaction and interdot dipole-dipole interaction. The main focus of the study is on the interplay between the QD-shape elongation and the spatial arrangement in quantum dynamical problems.

並列關鍵字

Forster resonance energy transfer ； Quantum dots ； Exciton dynamics

參考文獻

[1]D. Kim, S. Okahara, M. Nakayama, and Y. Shim, Phys. Rev. B 78, 153301(2008).

[2]M. Lunz, A.L. Bradley, V.A. Gerard, S.J. Byrne, Y.K. Gun’ko, V. Lesnyak, and N. Gaponik, Phys. Rev. B 83, 115423(2011).

[3]G. Froehlicher, E. Lorchat, and S. Berciaud, Phys. Rev. X 8, 011007(2018).

[4]H. Liu, T. Wang, C. Wang, D. Liu, and J. Luo, J. Phys. Chem. C 123(15), 10087-10093(2019).

[5]A. Raja, A. Montoya-Castillo, J. Zultak, X.-X. Zhang, Z. Ye, C. Roquelet, D.A. Chenet, A.M. van der Zande, P. Huang, S. Jockusch, J. Hone, D.R. Reichman, L.E. Brus, and T.F. Heinz, Nano Letters 16(4), 2328-2333(2016).