Dos puntos cuánticos lenticulares acoplados verticalmente

Abstract

Se analiza el espectro energético de una heteroestructura formada por dos puntos cuánticos lenticulares de In-As, acoplados verticalmente, con un electrón confinado en cada uno de ellos e inmersos en una matriz de Ga-As. Se demuestra que en el límite adiabático, cuando el grosor de cada punto cuántico es mucho menor que su radio, el problema se reduce al análisis de dos partículas en un campo central bidimensional con potencial de confinamiento parabólico y la ecuación de Schrödinger que describe esta estructura es completamente separable. Se calcularon las energías de diferentes estados tanto singletes como tripletes en función de un campo magnético aplicado en la dirección axial para puntos cuánticos de distintos tamaños ubicados a diferentes distancias de separación. El análisis de los resultados muestra que un conjunto de estados se mantienen como singletes o tripletes ante la variación de los parámetros anteriormente señalados, mientras que otro grupo presenta múltiples oscilaciones de espín de diferente naturaleza. De estas observaciones se encontró además que la heterojuntura considerada puede servir como una celda de memoria con al menos dos “qubits”, ya que dentro del conjunto de sus estados evaluados, existe uno en el que se presenta una transición triplete-singlete controlable a bajos valores de energía y campo magnético. De otra parte, se presentan los gráficos de la envolvente para la densidad de estados donde el efecto Zeeman es observado debido al desdoblamiento en las bandas de energía provocado por un aumento en el valor del campo magnético. Finalmente, un análisis comparativo entre los resultados obtenidos revela que tanto el grado de entrecruzamiento que da origen a la transición de estados, como el nivel de desdoblamiento en la densidad de los mismos, dependen fuertemente de una variación en el potencial de confinamiento, en comparación a una variación en el potencial de interacción coulombiana.