Estudio de propiedades electrónicas y ópticas de puntos cuánticos autoensamblados

Abstract

"Se presenta un estudio de las propiedades electrónicas y ópticas de puntos cuánticos autoensamblados de forma piramidal y de anillo, para sistemas InAs/GaAs o GaN/AlN. Las propiedades electrónicas de puntos cuánticos fueron determinadas resolviendo la ecuación de Schrödinger, en el marco de la teoría k • p de múltiples bandas incluyendo efectos físicos como campo de deformación, piezoeléctrico y eléctrico externo, además de gradiente de concentración, según el sistema estudiado. El sistema de ecuaciones parciales fue resuelto numéricamente usando elementos finitos. Las funciones de onda numéricas fueron utilizadas para el estudio de propiedades ópticas usando la regla de oro de Fermi, con la finalidad de obtener un espectro de fotoluminiscencia teórico. En particular, se hace la comparación con espectros experimentales de anillos cuánticos de InAs/GaAs que fueron obtenidos mediante microfotoluminiscencia. Así mismo se realizan cálculos del tiempo de vida media de excitones neutros, considerando interacciones entre electrones y huecos mediante las integrales directa y de intercambio-correlación de Coulomb. Se observa que los campos de deformación y piezoeléctrico modifican fuertemente los niveles de energía de los portadores y que, en menor medida, son afectados por el gradiente de indio y el campo eléctrico, éstos tienen efecto predominante sobre la distribución de los portadores de carga y las probabilidades de transición. Se estudia el efecto del tamaño, capa de mojado y campo eléctrico externo en el espectro teórico de fotoluminiscencia en puntos cuánticos piramidales, obteniendo resultados similares con resultados reportados, tanto teórica como experimentalmente. Los resultados experimentales y teóricos de espectros de fotoluminiscencia y tiempo de vida media de excitones en anillos cuánticos de InAs/GaAs presentan buena concordancia."