Análisis de los estados electrónicos y simetrías en puntos cuánticos de grafeno

Abstract

En este trabajo se estudia el efecto del confinamiento en puntos cuánticos de grafeno (GQDs) con distintos tipos de borde y geometrías, considerando el régimen de confinamiento fuerte, modelado mediante un pozo de potencial infinito que confina portadores relativistas de Dirac. Este enfoque permite describir con claridad la cuantización energética en el régimen de bajos niveles y analizar su dependencia con la geometría del confinamiento. Posteriormente, se examina la influencia de un campo magnético perpendicular, que induce la formación de niveles de Landau y reorganiza radicalmente la disposición de los estados confinados, en competencia con el confinamiento electrostático impuesto por el pozo. Asimismo, se explora la formación de moléculas artificiales mediante el acoplamiento lateral de dos GQDs, en donde el tunelamiento electrónico depende críticamente de la distancia interdot y de la simetría de los bordes. Los resultados muestran la aparición de estados enlazantes y antienlazantes cuya evolución puede clasificarse de forma esquemática a partir de consideraciones de simetría, en analogía con moléculas naturales. Se encuentra además que la aplicación de un campo magnético de baja intensidad permite sintonizar el acoplamiento entre pozos, ofreciendo un mecanismo de control sobre los estados moleculares artificiales. Las observaciones obtenidas, que destacan el papel único de la naturaleza relativista de los portadores en el grafeno, son consistentes con la literatura experimental existente y subrayan el potencial de los GQDs acoplados como sistemas modelo para explorar física molecular artificial y como plataformas ajustables en futuros dispositivos cuánticos basados en grafeno.