Titulo:
Punto cuántico cónico doble verticalmente acoplado de GaAs/AlxGa1-xAs bajo efectos de presión hidrostática y temperatura
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Sumario:
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 inferi... Ver más
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2022-12-20
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Revista EIA - 2022
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Punto cuántico cónico doble verticalmente acoplado de GaAs/AlxGa1-xAs bajo efectos de presión hidrostática y temperatura Vertically coupled double conical quantum dot of GaAs/AlxGa1-xAs under hydrostatic pressure and temperature effects 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. 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. Mora Rey, Fernanda López Aristizábal, Ana María Morales Aramburo, Alvaro Luis Duque Echeverri, Carlos Alberto Puntos cuánticos cónicos verticalmente acoplados presión hidrostática temperatura impureza energía de enlace constante dieléctrica masa efectiva ancho de banda prohibida 20 39 Núm. 39 , Año 2023 : Tabla de contenido Revista EIA No. 39 Artículo de revista Journal article 2022-12-20 00:00:00 2022-12-20 00:00:00 2022-12-20 application/pdf Fondo Editorial EIA - Universidad EIA Revista EIA 1794-1237 2463-0950 https://revistas.eia.edu.co/index.php/reveia/article/view/1652 10.24050/reia.v20i39.1652 https://doi.org/10.24050/reia.v20i39.1652 spa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 Revista EIA - 2022 Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0. 3920 pp. 1 15 Aouami, A.; Bikerouin, M.; Feddi, H.; Aghoutane, N.; El-Yadri, M.; Feddi, E.; Dujardin, F.; Radu, A.; Restrepo, R.L.; Vinasco, A.; Morales, A.L.; Duque, C.A.; Mora-Ramos, M.E. (2020). Linear and nonlinear optical properties of a single dopant in GaN conical quantum dot with spherical cap. Philosophical Magazine, 100 (19), 2503-2523. https://doi.org/10.1080/14786435.2020.1766711 Ashrafi-dalkhani, Vahid; Ghajarpour, Sajad; Karimi Mohammad Javad. (2019). Effects of spin–orbit interactions, external fields and eccentricity on the optical absorption of an elliptical quantum ring. The European Physical Journal, 92, 19(6pp). https://doi.org/10.1140/epjb/e2018-90691-5 Aspnes, D.E. (1976). GaAas lower conduction-band minima: Ordering and properties, Physical Review B, 14 (12), 5331-5343. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.14.5331 Bouzaïene, L.; Ben Mahrsia, R.; Baira, M.; Sfaxi, L.; Maaref, H. (2013). 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Pyramidal core-shell quantum dot under applied electric and magnetic fields, Scientific Reports, 10, 8961 (14pp). https://doi.org/10.1038/s41598-020-65442-x Pulgar-Velásquez, L.; Sierra-Ortega, J.; Vinasco, J. A.; Laroze, D.; Radu, A.; Kasapoglu, E.; Restrepo, R. L.; Gil-Corrales, J. A.; Morales, A. L.; Duque, C. A. (2021). Shallow Donor Impurity States with Excitonic Contribution in GaAs/AlGaAs and CdTe/CdSe Truncated Conical Quantum Dots under Applied Magnetic Field. Nanomaterials, 11, 2832 (19pp). https://doi.org/10.3390/nano11112832 Roghaieh Parvizi. (2015). Interband optical transitions of a strained InxGa1-xAs/GaAs quantum dot/wetting layer with various In mole fractions. Physica B: Condensed Matter, 456, 87-92. https://doi.org/10.1016/j.physb.2014.08.029 Samara, G.A. (1983). Temperature and pressure dependences of the dielectric constants of semiconductors, Physical Review B, 27, 6 (12pp). https://doi.org/10.1103/physrevb.27.3494 Sivakami, A.; Mahendran, M. (2010). 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Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications, 36, 100725 (11pp). https://doi.org/10.1016/j.photonics.2019.100 https://revistas.eia.edu.co/index.php/reveia/article/download/1652/1518 info:eu-repo/semantics/article http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1 http://purl.org/redcol/resource_type/ART info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 Text Publication |
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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.
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