ESPECTRO ELECTRÓNICO DE DISCO CUÁNTICO DE GAAS/AIGAAS CON IMPUREZA TIPO N EN PRESENCIIA DE CAMPO MAGNÉTICO: DESCRIPCIÓN, MODELO Y APLICACIONES TECNOLÓGICAS POSIBLES

Abstract

En esta tesis se presentan los resultados del estudio teórico de una estructura microscópica conocida como punto cuántico de GaAs=Ga1-xAlxAs. Esta clase de estructura confina a los portadores de carga eléctrica en el interior de una región cuyas dimensiones son menores que la longitud de onda de De Broglie. En tales condiciones es adecuado utilizar el marco teórico de la mecánica cuántica para describir correctamente el estado electrónico. De manera simplificada se describen algunas observaciones experimentales que yacen en los fundamentos de la teoría moderna de electrónica de estado sólido. Se presentan conceptos como el principio de incertidumbre, los niveles energéticos, la densidad de estados, el electrón de Bloch, las bandas de energía, la masa efectiva, la función envolvente y el coeficiente de absorción de luz. Los métodos matemáticos utilizados abarcan algebra lineal, transformada de Fourier y resolución de ecuaciones diferenciales. Se mencionan las simetrías involucradas, así como diversas analogías que le dan un significado más concreto a las ecuaciones. Se presentan como resultados principales el espectro de niveles de energía electrónica y el espectro de absorción de radiación infrarroja, tomando en cuenta una geometría elíptica en el perfil lateral del punto cuántico, la presencia de una impureza donante en el centro de la estructura y aplicación de un campo magnético externo. Como resultados secundarios está la obtención de las isosuperficies de densidad de probabilidad constante que encierran el 50% de la probabilidad de encontrar al electrón descrito por medio la función envolvente. Los resultados obtenidos indican que los puntos cuánticos se pueden utilizar como componentes de dispositivos ópticos que operen dentro del rango infrarrojo y cuya respuesta, en términos de longitud de onda y dirección de polarización de la radiación que absorben, se puede modificar utilizando un campo magnético externo.