Escuela de Física

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Cálculo de los niveles asociados a una donadora cercana a una interfase de Si/SiO2
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Rodríguez Moreno, Elber; Beltran Rios, Carlos Leonardo
En el siguiente trabajo se analizo los niveles de energía asociados a una donadora cerca de una interfase de Si/SiO2. El análisis se ejecuto en el esquema de aproximación de la masa efectiva y los cálculos se realizaron mediante procedimientos numéricos y computacionales para resolver el problema de Schr¨odinger, mediante el principio variacional de Schr¨odinger. En particular se estudio el comportamiento del nivel base en la presencia de un campo eléctrico constante en la dirección perpendicular a la interfase. Este sistema debido a que la interfase se puede modelar mediante un potencial con confinamiento infinito y al aplicar un campo eléctrico se genera un sistema de doble pozo con el potencial de la impureza donadora. Se encontró una dependencia del potencial efectivo con el campo eléctrico aplicado y la distancia entre la interfase de Si/SiO2 y la impureza donadora, haciendo que el pozo de potencial sea menos profundo cuando se aleja la impureza de la interfase y el campo eléctrico aumenta. También se encontró una dependencia de la energía de enlace y el campo eléctrico aplicado, como de la distancia entre la impureza donadora y la interfase, haciendo que estos niveles de energía suban a medida que los valores de campo y distancia aumentan.
Efecto de la morfología de puntos acoplados verticalmente sobre el espectro energético de una donadora neutra
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Fernández Pinto, Janeth; Beltran Rios, Carlos Leonardo
Se analiza el efecto de la morfología de dos puntos cuánticos auto-ensamblados (SAQD) deInAsembebidos en una matriz de GaAs acoplados verticalmente, axialmente simétricos e idénticos, sobre el espectro energético de una impureza donadora neutra, en donde su ión esta localizado sobre el eje de simetría, pero tanto el ión como el electrón se consideran confinados dentro del SAQD inferior. Se utiliza el método de aproximación adiabática (A.A), el cual permite el desacoplamiento del movimiento del electrón en uno rápido perpendicular a la interface de crecimiento (Dirección z) y otro lento paralelo al plano (Dirección radial). Esta aproximación reduce la ecuación de onda del sistema inicial a un problema de campo central bidimensional, con un potencial efectivo que depende de la morfología de los puntos, esta ecuación se soluciona utilizando el método numérico barrido trigonométrico. Se muestra que la altura del SAQD tiene una gran incidencia sobre el espectro energético y por tal razón los puntos cuánticos no se pueden considerar bidimensionales. Se muestra que el espectro energético de la donadora en puntos cuánticos auto-ensamblados es fuertemente dependiente de los factores geométricos que caracterizan el sistema: Radio, altura, espesor de la capa húmeda. Se muestra que el espectro energético del0Des fuertemente dependiente de la morfología de los SAQD, donde los mayores valores de la energía de enlace se obtienen en los puntos con formas mas agudas. Se evidencia como la energía de enlace del sistema es sensible a las variaciones en la posición del ión.
Efecto del campo magnético sobre el espectro de una impureza do en discos cuánticos bidimensionales verticalmente acoplados
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Rodríguez Prada, Fredy Antonio; Beltran Rios, Carlos Leonardo
En este trabajo se reportan los resultados obtenidos para el espectro energético de una impureza donadora neutra localizada en un sistema ideal de bicapas paralelas con confinamiento radial. La impureza donadora y su electrón están separados espacialmente en capas diferentes y se encuentran sometidos a la acción de un campo magnético uniforme, aplicado en dirección perpendicular al plano de las bicapas. La solución de la ecuación de Schrödinger asociada al sistema se realizó mediante la utilización del método de barrido trigonométrico, y los resultados que se reportan se obtuvieron mediante cálculos numéricos elaborados en lenguaje FORTRAN. Como verificación del método utilizado, se calculó la energía de los tres primeros es_x0002_tados electrónicos de la impureza donadora en función de la distancia de separación entre las bicapas sin confinamiento radial, encontrándose que para cuando esta distan_x0002_cia de separación tiende a cero, la energía de la impureza tiende al límite del átomo de Hidrógeno bidimensional. Se obtuvo la energía de la impureza y su energía de enlace considerando un confina_x0002_miento radial en las bicapas y se presenta el comportamiento de esta energía respecto a parámetros tales como la distancia de separación entre las bicapas y el radio de con_x0002_finamiento. Por ultimo se presenta y se analiza el efecto del campo magnético sobre el espectro energético de la impureza donadora y sobre la energía de enlace de la misma en com_x0002_paración con los parámetros geométricos del sistema como la distancia de separación entre las bicapas y el radio de confinamiento.N/A
Efectos de campos eléctricos medianos sobre el nivel más bajo de una d° en dos pozos cuánticos acoplados
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Amado Angulo, William; Beltran Rios, Carlos Leonardo; Paredes Gutierrez, Harold
En este trabajo se reportan resultados obtenidos para la energía de enlace de una impureza donadora neutra D0 , localizada en un sistema de doble pozo cuántico con confinamiento en la dirección de crecimiento de la heteroestructura. En este sistema, la donadora se ha localizado en tres posiciones diferentes y está sometida a la acción de un campo eléctrico uniforme, aplicado paralelo a la dirección de crecimiento de la heterojuntura. La función de onda es expresada como el producto, de la función de onda del electrón desacoplado con una función de correlación, que corresponde a la interacción donadora-electrón. La solución para la ecuación de Schr¨odinger asociada al sistema, para el electrón desaco_x0002_plado es una combinación lineal de dos funciones Airy independientes. Como primera medida, se calcula la energía de enlace de una D0 , en función de parámetros tales como: el ancho del pozo, barrera de separación entre pozos, la intensidad de campo aplicado, y la posición de la impureza. Para solucionar la ecuación de Schr¨odinger asociada al sistema, se usó el método de dimensión fractal, el cual es un principio variacional, y barrido trigonométrico. Los resultados reportados fueron obtenidos mediante métodos numéricos en lenguaje de programación FORTRAN. Nuestro trabajo esta dentro de la aproximación de masa efectiva, considerando uniforme los parámetros efectivos, como la masa efectiva y la constante dieléctrica del material a través de las capas de GaAs y Ga1−xAlxAs.
Efectos de un haz laser de alta intensidad sobre la energía de enlace de una impureza donadora do en un pozo cuántico embebido en un hilo cuántico de gaal/ga1*asxal
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Castellanos Pérez, Armando Cristian Camilo; Beltran Rios, Carlos Leonardo
En este trabajo obtenemos los valores de la energía de enlace de una impureza donadora neutra (D,, localizada en el centro de un pozo cuántico (QW) de GaAl embebido en un hilo cuántico (QWW) de (GaAl)As de longitud infinita y en presencia de un haz laser de alta intensidad y frecuencia. El trabajo se desarrollo en el marco de la aproximación de masa efectiva (AME) y la aproximación adiabática (AA), como algo adicional a trabajos realizados recientemente, se tiene en cuenta el vestimiento del pozo de potencial y el vestimiento del potencial coulombiano; los cálculos de las energías en la dirección radial y axial de cada partícula se realizaron utilizando un doble método de barrido trigonométrico, la ayuda de un método numérico y se desarrollo un programa computacional para la determinación de los respectivos cálculos. Mediante esta técnica se obtuvieron los valores de la energía de enlace en función del radio del hilo, de la posición de la impureza en el pozo y del parámetro que contiene la intensidad del haz laser, además de esto se Calcula la energía de enlace en función de este parámetro para diferentes concentraciones de aluminio en la hetero-estructura, la concentración de aluminio nos determina la altura del pozo de potencial. Se encontró un nuevo comportamiento que le ocurre a la energía de enlace, dependiendo de la altura de las barreras del pozo cuántico.
Espectro energético de una donadora neutra confinada en dos discos cuánticos acoplados verticalmente
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Jaimes Osorio, Ligia Elena; Beltran Rios, Carlos Leonardo
Se estudia el espectro energético de una donadora neutra 0D, en un sistema compuesto por dos discos cuánticos idénticos y axialmente simétricos, los cuales están acoplados verticalmente. El ión de la donadora neutra esta siempre localizado sobre el eje de simetría axial, mientras el electrón esta obligado a permanecer dentro de cualquiera de los dos puntos cuánticos. Los discos se crecen sobre un sustrato de InAs y luego se recubren con una matriz de GaAs. Debido a que estos sistemas de baja dimensionalidad se caracterizan por poseer espesores muy pequeños en comparación con el radio, el análisis del espectro se realiza usando la aproximación adiabática (AA), la cual permite separar el movimiento rápido del electrón en la dirección de crecimiento del disco cuántico (dirección z), del movimiento lento del electrón en el plano perpendicular a la dirección z. Esta separación reduce el problema inicial del espectro energético de la donadora, en un problema de campo central simple en dos dimensiones con un potencial efectivo renormalizado. Para solucionar la correspondiente ecuación de onda bidimensional, se usa un procedimiento numérico basado en el método de barrido trigonométrico. Para determinar la incidencia de los factores geométricos sobre el espectro energético del sistema, se calcula la energía en función del radio de los discos, de las alturas de los puntos cuánticos, de la distancia de separación entre las capas, de la posición de la donadora y del espesor de la capa húmeda.
Excitones en discos cuánticos embebidos en hilos cuánticos
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Galván Moya, Jesús Eduardo; Paredes Gutierrez, Harold; Beltran Rios, Carlos Leonardo
En este trabajo se calculó y analizó la energía de enlace del estadobase de un excitón en un disco embebido en un hilo cuántico cilíndrico, así como sudependencia de las dimensiones y el confinamiento de la heteroestructura, haciendo usodel método de dimensión fractal. Con el fin de mostrar la confiabilidad del método secomparan los resultados obtenidos para casos limites de QW y QWW con trabajos anteriores en sistemas similares. Como un aporte significativo, en este trabajo se simplificó una integral séxtuple requerida para el cálculo del Jacobiano del sistema a una integral triple, utilizando un métodode sustituciones sencillas para eliminar las singularidades de la integral inicial. Hastael momento este tipo de integrales se ha encontrado en diversos cálculos variacionalespero no se reporta una solución en la cual se eliminaran las singularidades de la integral original.
Impureza donadora (do) en discos cuánticos embebidos en hilos cuánticos
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Gómez Olejua, Carlos Arnulfo; Paredes Gutierrez, Harold; Beltran Rios, Carlos Leonardo
En este trabajo se analiza el efecto de la variación de las dimensiones de un disco cuántico de material GaAs, embebido en un hilo cuántico de(GaAD)As, sobre el valor de la energía de enlace de una impureza donadora neutra(DO) centrada en el interior del disco. Este modelo se reduce a una Heteroestructura con un doble confinamiento tanto en la dirección radial como en la dirección decrecimiento. El cálculo se realiza bajo la aproximación de la masa efectiva. El desarrollo matemático realizado en este trabajo se basó en el principio variacional, y seutilizó el método de dimensión fractal. Se obtuvieron valores de la energía de enlaceen función de ciertos parámetros geométricos tales como el radio y ancho del discocuántico. Estos parámetros fueron tenidos en cuenta en sus casos límite, donde lasdimensiones del disco se modificaron de tal manera que éste se aproximó a un pozocuántico (R >> L), o en caso contrario se aproximó a un hilo cuántico (L >> R);con lo cual se tuvo la posibilidad de comparar los resultados obtenidos en trabajosprevios. De acuerdo a los resultados, se aprecia la eficiencia de la técnica utilizada,y también se observa la fuerte dependencia del valor de la energía de enlace de laimpureza con respecto a las dimensiones del disco cuántico.

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