Efecto aharonov-bohm en anillos casi-circulares

Abstract

Entre varios tipos de puntos cuánticos, los anillos cuánticos auto ensamblados son sujeto de extensos estudios debido a sus posibles aplicaciones en dispositivos ópticos. Los anillos circulares uniformes de anchura estrecha con uno o dos electrones, en un campo magnético, muestran una amplia variedad de fenómenos físicos interesantes: Por ejemplo, ellos pueden llevar un corriente de equilibrio (la llamada corriente persistente) la cual es periódica en periodo del flujo de AharonovBohm /hce, flujo cuántico. Sin embargo, los anillos cuánticos experimentalmente fabricados no son perfectamente circulares, ni absolutamente uniformes. Por lo tanto, recientemente los estados de un electrón de anillos cuánticos de anchura estrecha con línea central de forma arbitraria y anchura no uniforme en un campo magnético de externo, han sido analizados por una separación variational de variables en coordenadas curvilíneas. Los resultados numéricos muestran que la variación lisa y diminuta en la anchura puede afectar fuertemente las oscilaciones AharonovŒBohm. En este trabajo proponemos un modelo de anillo no uniforme diferente, en el cual el potencial de confinamiento es igual al cero dentro de la región entre las fronteras interiores y exteriores de la estructura, que dan en las coordenadas polares dos funciones arbitrarias y, y al infinidad fuera de ello. Presentamos un método simple, general que basa en la técnica derivada funcional para calcular las energías y las funciones de onda del electrón encajonado en tal estructura en coordenadas polares. Nuestros resultados se comparan favorablemente con aquellos obtenidos en un tratamiento en coordenadas curvilíneas. Nuestro método debería ser aplicable a una variedad de problemas más complicados (por ejemplo, las pocas partículas encajonadas en un anillo, el modelo de barrera finita, etc.) para que los acercamientos más rigurosos requieren cálculos numéricos extensos.