Cálculo del estado base de un pozo cuántico semiconductor de tipo cauchy en presencia de un campo eléctrico.
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Resumen en español
Los pozos cuánticos son estructuras semiconductoras de capas delgadas en las que es posible observar y controlar efectos mecánicos cuánticos. La mayor parte de estas propiedades son efectos de confinamiento cuántico de portadores de carga (electrones y huecos) en capas delgadas de un material semiconductor “pozo” insertado entre otras capas semiconductoras de "barrera". Las propiedades ópticas de los pozos cuánticos han motivado al desarrollo e investigación de mecanismos físicos novedosos. En este trabajo se resuelve mediante serie de potencias la ecuación de Schrödinger considerando un potencial simétrico tipo Cauchy, el cual es suave y decreciente al infinito. Se propone dicho potencial debido a los cambios de forma en el pozo cuántico por la segregación de átomos durante el proceso de crecimiento. Se determinó la energía del estado base en función de los parámetros que caracterizan dicho potencial. Este modelo fue aplicado al caso particular de la segregación de indio en el sistema InGaAs/GaAs. La energía de transición del estado base se calcula a partir de las diferencias de energía de electrones y huecos en función del ancho del pozo. Dichos cálculos están de acuerdo con los picos de energía de fotoluminiscencia reportados. Adicionalmente, la influencia del campo eléctrico debido al efecto piezoeléctrico en la emisión PL es estudiada. Para esto se consideró una función de onda variacional de electrones y se calculó la transición de energía del estado base en la región activa de la heterostructura a partir de las diferencias de energía de electrones y huecos en función del ancho del pozo y del campo eléctrico. Para pozos cuánticos de InGaAs/GaAs la energía base es ajustada dentro de este modelo coincidiendo nuestros cálculos teóricos con la parte experimental. Palabras claves: Materiales semiconductores, pozos cuánticos
Resumen en español
The quantum wells are semiconductor structures of thin layers in which it is possible to observe and control quantum mechanical effect: Most of these properties are quantum confinement effects of charge carriers (electrons and holes) in thin layers of a semiconductor material "well" inserted between other semiconductor "barrier" layers. The optical properties of quantum wells have motivated the development and research of novel physical mechanisms. In this work, the Schrödinger equation is solved by means of a power series considering a Cauchy type symmetrical potential, which is soft and decreasing to infinity. This potential is proposed due to the shape changes in the quantum well by the segregation of atoms during the growth process. The ground state energy was determined according to the parameters that characterize this potential. This model was applied to the particular case of indium segregation in the InGaAs/GaAs system. The ground state energy transition is calculated from the difference in energy between the electron and hole in function of well width. These calculations are in agreement with the reported photoluminescence peak energies. In addition, the influence of the electrical field due to the piezoelectric effect on the PL emission is studied. For this purpose, an electron variational wavefunction was considered and the ground state energy transition in the active region of the heterostructure was calculated from the difference in energy between the electron and hole in function of well width and the electric field. For InGaAs/GaAs quantum wells, the ground energy is adjusted within this model coinciding our theoretical calculations with the experimental part. Keywords: Semiconductor material, quantum wells