Excitones confinados en puntos cuánticos esferoidales prolatos
A. Corella-Madueñoa, R.A. Rosasa, J.L. Marínb y R. Rierab
a Departamento de Física, Universidad de Sonora, Apartado Postal 1626, Hermosillo, Sonora.
b Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora, Apartado Postal A-088, Hermosillo, Sonora.
]]> Recibido el 20 de junio de 2002;
Resumen
Se usa el método variacional para resolver en forma aproximada la ecuación de onda de Schrödinger asociada a un excitón de Wannier-Mott confinado en un punto cuántico de forma esferoidal. Se analiza el efecto que el confinamento tiene sobre la energía del estado base del par electrón-hueco atrapado en una cristalita con esta geometría, considerando paredes tanto impenetrables como penetrables, según convenga, imponiendo las condiciones adecuadas en la frontera. Los resultados de este estudio, que se muestran a continuación, se comparan con los obtenidos por otros autores mediante métodos mas sofisticados, así como con experimentos realizados con cristalitas de CdS contenidas en materiales de diferente composición. En el caso de una barrera de potencial finita, se predice un tamaño crítico de la cristalita a partir del cual el excitón se desconfina, lo cual contrasta con el modelo de barrera de potencial infinita en donde el excitón nunca puede escapar de la región donde se encuentra.
Descriptores: Excitones de Wannier-Mott; puntos cuánticos.
Abstract
The variational method is used to solve in approximately way the Schrodinger's wave equation associated to a Wannier-Mott exciton confined within a spheroidal quantum dot. The confinement effect on the ground-state energy of the electron-hole pair trapped inside a crystallite with this geometry, and with soft or hard walls, is analyzed. The walls can be modeled as finite or infinite potential barriers with suitable border conditions, which will depend on the considered case. The results of this work are compared with those obtained by other authors through more sophisticated methods. A comparison with experimental data of CdS crystallites embedded in materials of different composition is made, too. For a finite potential barrier, a critical size of the crystallite from which the exciton escapes of the quantum dot, is predicted. This is in opposition with the infinite potential barrier model where the exciton never can leave the region where it is confined.
Keywords: Wannier-Mott excitons; quantum dots.
]]>PACS: 61.46.+w; 73.21.La
DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado parcialmente por CONACYT bajo contrato No. 35220-E y por SEP/SESIC/PROMEP.
Referencias
1. Y. Wang y N. Herron, J. Phys. Chem. 95 (1991) 525. [ Links ]
2. M. Yamamoto, R. Hayashi, K. Tsunetomo, K.Khono y Y. Osaka, Jap. J. Appl. Phys. 30 (1991) 136. [ Links ]
3. L.E. Brus, J. Chem. 90 (1986) 2555. [ Links ]
4. L.E. Brus, IEEE J. Quant. Electron. 22 (1986) 3410. [ Links ]
5. R.A. Morgan, S.H. Park, S.W. Koch y N. Peyghambarian, Semicond. Sci. Technol. 5 (1990) 544. [ Links ]
6. G.T. Einevoll, Phys. Rev. B45 (1992) 3410. [ Links ]
7. Y. Wang y N. Herron, Phys. Rev. B42 (1990) 7253. [ Links ]
8. B.D. Perlson y J.A. Weil, J. Magn. Reson. 15 (1974) 594. [ Links ]
9. E. Ley-Koo y S.A. Cruz, J.Chem. Phys. 74 (1981) 4603. [ Links ]
10. R. LeSar y D.R. Herschbach, J. Phys. Chem. 85 (1981) 2798. [ Links ]
11. R. LeSar y D.R. Herschbach, J. Phys. Chem. 87 (1983) 5202. [ Links ]
12. J.L. Marín y G. Muñoz, J. Mol. Struct. (Teochem) 287 (1993) 281. [ Links ]
13. A. Echevarría-Montano y J. Tutor-Sánchez, Rev. Mex. Fis. 45 (1999) 47. [ Links ]
14. A. Corella-Madueño, R.A. Rosas, J.L. Marín y R. Riera, Int. J. Quant. Chem. 77 (2000) 509. [ Links ]
15. A. Corella-Madueño, R.A. Rosas, J.L. Marín, R. Riera, and G. Campoy (enviado a Int. J. Quant. Chem.).
16. G. Arfken, Mathematical methods for physicist, (Academic: New York 1971). [ Links ]
]]>17. P.M. Morse y H. Feshbach, Methods oftheoretical physics, Part II, (McGraw-Hill: New York 1953). [ Links ]
18. Z. Xiao, J. Appl. Phys. 86 (1999) 4509. [ Links ]
19. A.I. Ekimov, A.I.L. Efros y A.A. Onuschenko, Solid State Commun. 56 (1985) 921. [ Links ]
20. J.L. Marín, R. Riera y S.A. Cruz, J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) 1349. [ Links ]
]]>