Espectro energético de una donadora neutra confinada en dos discos cuánticos acoplados verticalmente

Abstract

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.