Efecto de la curvatura de un lazo nanoscópico cerrado sobre el espectro energético de un electrón

Abstract

En este trabajo de grado se ha estudiado el efecto de la curvatura del camino sobre el espectro energético de un electrón confinado en un lazo nanoscópico cerrado en presencia de campos externos magnético y eléctrico. El sistema fue modelado utilizando la ecuación de Schrödinger estacionaria en el marco de la aproximación de masa efectiva y función envolvente, la cual fue solucionada utilizando el método de elementos finitos con condiciones de frontera de Dirichlet. El lazo cerrado se ha modelado teóricamente como una guía de onda plana, cuyo ancho es pequeño comparado con la longitud del camino. El modelo propuesto permitió obtener diferentes arquitecturas, mediante la variación de algunos parámetros geométricos. En el estudio se consideraron tres morfologías diferentes: lazo circular, lazo rectangular ovalado y lazo cuadrangular redondeado. Éstas geometrías permitieron poner en evidencia la variación en el potencial de confinamiento del electrón debido a cambios en la curvatura. Para los tres modelos, se analizó la variación del espectro electrónico y de las densidades electrónicas para algunos de los estados de menor energía en función de la intensidad de un campo magnético aplicado en la dirección de crecimiento y de un campo eléctrico aplicado en el plano estructural. Los resultados demuestran, con claridad, la alta sensibilidad que tiene el espectro electrónico de un lazo nanoscópico cerrado ante la presencia de cambios en la curvatura del camino, lo cual se traduce en alta sensibilidad en las propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas.