Estudio computacional de los efectos de campos eléctricos y magnéticos sobre el espectro energético de un excitón en un nanocono semiconductor tipo II

Abstract

Utilizando la aproximación de la masa efectiva en un modelo parabólico de dos bandas, estudiamos los efectos de los parámetros geométricos sobre los estados de electrones y huecos confinados en puntos cuánticos cónicos truncados: i) GaAs-(Ga,Al)As en presencia de una impureza donadora y bajo un campo magnético aplicado y ii) CdSe-CdTe punto cuántico núcleo-corteza tipo ll, variando la geometría y aplicando campos eléctricos y magnéticos. Para el primer sistema, la posición de la impureza y la dirección del campo magnético aplicado se escogieron de manera que se preservara la simetría azimutal del sistema. La solución de las ecuaciones diferenciales de valores propios para el electrón o el hueco con o sin impureza se obtuvieron usando el método de elementos finito con una discretización adaptativa de una malla triangular, y la correlación de los estados del electrón y del hueco se calcula en una aproximación perturbativa de primer orden. Este estudio muestra que el campo magnético y las impurezas donadoras son factores relevantes en las propiedades optoelectrónicas de los puntos cuánticos cónicos. Además, en el caso del punto cuántico CdSe-CdTe, en el que también se conserva la simetría axial, es posible controlar el cambio entre excitones directos e indirectos a través de la geometría. Por último, se aplican campos magnéticos y eléctricos en el caso ll en donde el confinamiento diamagnético proporcionado por el campo magnético obliga a la partícula situada fuera del cono a subir a lo largo de la frontera del cono, induciendo así una polarización eléctrica a la estructura y observando oscilaciones Aharonov-Bohm.