Punto cuántico cónico doble verticalmente acoplado de GaAs/AlxGa1-xAs bajo efectos de presión hidrostática y temperatura

• Autores: Fernanda Mora Rey, Ana María López Aristizábal, Alvaro Luis Morales Aramburo, Carlos Alberto Duque-Echeverri
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 20, Nº. 39, 2023
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Vertically coupled double conical quantum dot of GaAs/AlxGa1-xAs under hydrostatic pressure and temperature effects
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    Partiendo de una estructura compuesta de dos pozos cuánticos cónicos (CQDs) verticalmente acoplados de GaAs rodeados de AlxGa1-xAs en una concentración de 0,3, se estudia en primer lugar como las dimensiones del sistema causan un cambio en el confinamiento, para esto se varía la altura del pozo cuántico superior y se encuentra la óptima para trabajar, con esto definido, se evalúan los efectos de la presión hidrostática (entre 0 GPa y 3 GPa) y la temperatura (entre 0 K y 300 K) en la masa efectiva, el ancho de banda prohibida (Gap), la constante dieléctrica y su impacto sobre las autoenergías y autofunciones del sistema. Además, se evalúan los efectos al incluir la presencia de una impureza en la estructura ubicada en el pozo cuántico inferior. Haciendo uso del método de elementos finitos, se evidencian variaciones en las energías y funciones de onda del sistema, las cuales se deben a la alteración de la masa efectiva y de la nueva energía potencial. Analizando el comportamiento de la energía de enlace se nota un cambio en la constante dieléctrica cuando el sistema se encuentra sometido a una temperatura alrededor de 200 K debido a que sobre este valor el Gap pasa de ser directo a ser indirecto. Finalmente, la presencia de la impureza en el sistema genera un potencial adicional, en consecuencia, las energías en la estructura disminuyen bajo los efectos evaluados, haciendo cambios más contundentes en las funciones de onda y energías debido a este potencial.

  • English

    Starting from a structure composed of two conical quantum dots (CQDs) vertically coupled of GaAs surrounded by AlxGa1-xAs at a concentration of 0.3, it is first studied how the dimensions of the system cause a change in the confinement, for this the height of the upper quantum well and the optimal one is found to work with, with this defined, the effects of hydrostatic pressure (between 0 GPa and 3 GPa) and temperature (between 0 K and 300 K) on the effective mass, the width band gap (Gap), the dielectric constant and its impact on the self-energies and self-functions of the system. In addition, the effects of including the presence of an impurity in the structure located in the lower quantum well will be evaluated. Making use of the finite element method, variations in the energies and wave functions of the system are evidenced, which are due to changes of the effective mass and the new potential energy. Analyzing the behavior of the binding energy, a change in the dielectric constant is noted when the system is subjected to a temperature around 200 K, since above this value the Gap changes from being direct to being indirect. Finally, the presence of the impurity in the system generates an additional potential, consequently, the energies in the structure decrease under the evaluated effects, making more forceful changes in the wave functions and energies due to this potential.