Investigación

 

Bulk anisotropic excitons in type-II semiconductors built with 1D and 2D low-dimensional structures

 

H.A. Coyotecatl^a, M. del Castillo-Mussot^b, J.A. Reyes^b, G.J. Vázquez^b, J.A. Montemayor-Aldrete^b, J.A. Reyes-Esqueda^b y G.H. Cocoletzi^c

 

^a Facultad de Ciencias de la Electrónica, Universidad Autónoma de Puebla, Ciudad Universitaria, Puebla 72570, México.

^b Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México, Apartado Postal 20-364, 01000 México, D.F., México.

^c Instituto de Física, Universidad Autónoma de Puebla, Apartado Postal J-48, Puebla 72570, México.

 

Recibido el 6 de diciembre de 2004.
Aceptado el 9 de junio de 2005.

 

Abstract

We used a simple variational approach to account for the difference in the electron and hole effective masses in Wannier-Mott excitons in type-II semiconducting heterostructures in which the electron is constrained in an one-dimensional quantum wire (1DQW) and the hole is in a two-dimensional quantum layer (2DQL) perpendicular to the wire or viceversa. The resulting Schrödinger equation is similar to that of a 3D bulk exciton because the number of free (nonconfined) variables is three; two coming from the 2DQL and one from the 1DQW. In this system the effective electron-hole interaction depends on the confinement potentials.

Keywords: Groundstate energy of screened excitons; low-dimensional structures; semiconductors.

 

Resumen

Utilizamos un método variacional para tomar en cuenta la diferencia entre las masas efectivas del electrón y del hueco en excitones Wannier-Mott en heteroestructuras semiconductoras tipo II en las que el electrón está constreñido en un alambre cuántico unidimensional (AC1D) y el hueco en un pozo cuántico bidimensional (PC2D) perpendicular al alambre o viceversa. La ecuación de Schrödinger resultante es similar a la de un excitón en el bulto en 3D porque el número de variables libres (no confinadas) es tres; dos que provienen del PC2D y una del AC1D. En este sistema interacción efectiva electrón-hueco depende de los potenciales de confinamiento.

Descriptores: Energía del estado base de excitones apantallados; estructuras de baja dimensionalidad; semiconductores.

 

PACS: 73.23.-b; 71.35.-y; 73.20.Dx

 

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Acknowledgements

We acknowledge partial financial support by Grants SEP-CONACyT (Mexico) and DGAPA-UNAM (Mexico) numbers 2003-01-21-001-051 and IN106201, respectively.

 

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