Propiedades opto-electrónicas de sistemas altamente confinados: una aproximación teórica

Detalles del proyecto

Descripción

La nanotecnología ha estado presente a lo largo de la historia de la humanidad. sin embargo no hace más de un siglo se ha alcanzado el suficiente desarrollo científico para controlar y manipular los materiales a nivel atómico. lo cual ha permitido descubrir materiales con características físico-químicas muy especiales. desembocado en una avalancha de desarrollos tecnológicos que impactan directamente nuestras vidas, ya que pueden ser empleados en el desarrollo de sensores para mejor los diagnósticos de enfermedades, mejorar los materiales empleados en las construcción, desarrollar mejores equipos de comunicación, mejorar la preservación de alimentos y el desarrollar nuevas fuentes de energía limpia. por estas razones es que la nanotecnología ha recibido mucha atención en los últimos años con una gran cantidad de recursos humanos y financieros invertidos en su estudio y desarrollo. hoy en día la capacidad de hacer nuevas nanoestructuras es más avanzada que nunca. a partir de la década de 1990, se han desarrollado métodos para el crecimiento de puntos cuánticos auto-ensamblados (pca) por epitaxia de haces de moléculas (del inglés molecular beam epitaxy). ahora, se puede controlar el tamaño exacto, la ubicación y geometría de cada estructura a medida que crece. se puede utilizar los rayos electrónicos para modelar puertas eléctricas a nanoescala y hacer estructuras tales como los transistores de un solo electrón. incluso se puede utilizar un microscopio de fuerza atómica para precisar la posición de semiconductores y nanopartículas metálicas con relación a cada otra para crear nuevas estructuras complejas. también es posible la fabricación de hilos cuánticos con secciones transversales de diferente forma con diámetros del orden de los nanómetros y longitudes que pueden alcanzar los cientos de micrómetros

Objetivo

Analizar la respuesta óptica de sistemas altamente confinados empleando diferentes aproximaciones teóricas, para determinar cuáles nanoestructuras presentan las propiedades más aptas para el posible desarrollo de aplicaciones. específicos distinguir la configuración de estados de energía y las propiedades de las funciones de onda de un electrón confinado en dos puntos cuánticos autoensamblados vertical y lateralmente acoplados. detallar el espectro de energía de un electrón confinado en un punto cuántico piramidal. calcular potenciales de confinamiento considerando la interacción electrón-fotón y los efectos de un campo de láser intenso en puntos cuánticos semiconductores. calcular las propiedades ópticas no lineales en pozos cuánticos múltiples y en puntos cuánticos de los tipos algan/gan y ingan/inn considerando los efectos de presión hidrostática y de campos magnéticos externos. calcular propiedades ópticas nolineales considerando la interacción electrón-fotón y los efectos de un campo de láser intenso relacionadas con electrones en puntos cuánticos semiconductores. calcular propiedades ópticas nolineales considerando la interacción electrón-fotón y los efectos de un campo de láser intenso en hilos cuánticos semiconductores relacionadas con impurezas y excitones.

Resultados esperados

Para cumplir con los objetivos se propone la siguiente estrategia metodológica: 1. realizar una búsqueda y revisión de la bibliografía relacionada con las propiedades ópticas en puntos e hilos cuánticos autoensamblados donde se reporten mediciones experimentales, así como también, el desarrollo de modelos teóricos que expliquen dicha fenomenología. a partir de la revisión bibliográfica, proponer diferentes perfiles de confinamiento, y elaborar el esquema de cálculo adecuado en cada caso para determinar los estados de electrones, huecos, excitones e impurezas en los sistemas bajo estudio. 2. con esta información de la estructura electrónica se procederá al cálculo de las propiedades ópticas. 3. se hará una investigación profunda acerca de los tipos de hamiltonianos que pueden ser aplicados a los sistemas basados autoensamblados, dada la particular configuración de estructura de bandas de los mismos. 4. basado en los modelo, desarrollar algoritmos numéricos que permita simular y determinar estructuras de banda, masas efectivas, coeficientes ópticos, energías de enlace, esfuerzos de oscilador, fotoluminescencia, efecto raman, efectos de espín, entre otros. 5. por último, comparar los resultados de las simulaciones con investigaciones similares y con datos experimentales, ambos tomados de la literatura disponible, para así extraer las diferentes conclusiones 7. se escribirán los respectivos informes y artículos científicos a que den lugar las investigaciones. resultados tres articulos isi-scopus publicados
EstadoFinalizado
Fecha de inicio / finalización efectiva2/02/1530/01/17

Huella digital

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