Espectro electrónico de un anillo con altura variable

Abstract

En la variedad de los puntos cuánticos, los anillos cuánticos son objeto de numerosos estudios debido a sus posibles aplicaciones en dispositivos ópticos. Los anillos cuánticos experimentalmente fabricados no son circulares, ni absolutamente uniformes. Los anillos circulares uniformes de anchura estrecha con uno o dos electrones, en un campo magnético, muestran una amplia variedad de fenómenos físicos interesantes: Corrientes persistentes, transparencia total para valores específicos de un campo magnético externo, oscilaciones de energía del estado base cuando se incrementa el campo magnético externo, saltos bruscos de la magnetización, etc. En este trabajo se presenta un estudio del espectro energético de un electrón atrapado en un anillo cuántico delgado que tiene forma de un cráter con el grosor que se incrementa linealmente en la dirección radial y puede variarse arbitrariamente en la dirección angular. Para separar en la ecuación de Schrödinger las variables responsables por los movimientos planos y por los movimientos perpendiculares al plano, se aplica la aproximación adiabática. Las ecuaciones separadas se resuelven utilizando el método de Galerkin. Se presentan los resultados de cálculo para las energías de los diferentes niveles energéticos en función del radio, ancho del anillo, su altura y la intensidad de campo magnético, aplicado a lo largo de eje de simetría. Se demuestra que el efecto de Aharonov-Bohm se apaga tanto bajo la influencia de los defectos estructurales, como con la disminución de la pendiente del cráter.