Propiedades electrónicas de una nanoestructura cero dimensional de hg1-xcdxse

Abstract

Las aleaciones semiconductoras de Hg1−xCdxSe (grupos II-VI) presentan propiedades opto-electrónicas que dependen de la fracción molar x, las cuales pueden ser controladas con mayor precisión por medio de la nanoestructuración. En este trabajo de investigación ha sido estudiado el espectro energético de un electrón confinado en un punto cuántico de Hg1−xCdxSe rodeado por una matriz de la misma aleación pero con diferente fracción molar. Esta configuración genera un potencial de confinamiento estructural. En el estudio se consideraron tres geometrías tridimensionales diferentes: disco, lente y tetraedro. El sistema fue modelado utilizando la ecuación de Schödinger tridimensional en el marco de la aproximación de masa efectiva, la cual fue solucionada utilizando el método de elementos finitos. Se utilizó un enmallado adaptativo en un espacio discontinuo con condiciones de frontera de Daniel-Duke. Se calculó el espectro de energía y la distribución de probabilidad del electrón para algunos de los niveles de energía más bajos en función del tamaño del punto, de la intensidad de un campo magnético externo aplicado en la dirección de crecimiento y de un campo eléctrico orientado en el plano del sustrato. .También se analizó el efecto que tiene la variación del ángulo de incidencia del campo magnético externo sobre los niveles de energía. El resultado más importante de la investigación fue la obtención de una metodología para la simulación de nanoestructuras basada en un diseño de experimentos digitales y apoyada en herramientas computacionales; esta metodología permitió trascender los objetivos inicialmente planteados y obtener propiedades de las nanoestructuras calculadas que describen con mayor cercanía las encontradas en fabricaciones reales. Esto se consiguió al simular la nanoestructura rodeada de un material; pues así se considera el efecto que tienen los potenciales finitos sobre los espectros electrónicos del electrón confinado.