Determinación de la distribución de cargas en sistemas cuasi-bidimensionales a partir de la solución de las ecuaciones de Schrödinger y Poisson acopladas por el método autoconsistente

Abstract

En este trabajo son presentados sistemas cuasi-bidimensional de electrones, es decir electrones confinados en dos dimensiones, específicamente en pozos cuánticos dobles y triples, en los mismos se resuelve la ecuación de Schrödinger para determinar la distribución de su densidad electrónica y su estructura de niveles de energía. La solución de la ecuación de Schrödinger es realizada utilizando la técnica de métodos autoconsistentes, debido al acoplamiento del potencial de confinamiento y las funciones de onda. De los cálculos fueron generados mapas de colores de la distribución electrónica de las cargas a lo largo de la estructura como función de la densidad en los pozos cuánticos y diagramas de su estructura de niveles de energía, también como función de la densidad electrónica. En pozos cuánticos triples fueron obtenidos tres niveles de energía como era esperado, dependiendo del ancho del pozo central o lateral, se logró verificar que el parámetro ∆_ij, correspondiente al gap de energía entre el nivel j-ésimo y el nivel i-ésimo, están asociados a la intensidad de acoplamiento entre los electrones ubicados en esos niveles de energía, así mismo se verificó que esa intensidad de acoplamiento también depende de la proximidad de las cargas entre estos niveles de energía a lo largo del sistema cuántico. El resultado más importante observado es la desocupación del tercer nivel con el incremento de la densidad electrónica, esta desocupación debe estar asociada a la interacción electrónica a través del potencial de Poisson. Adicionalmente a esta desocupación este tipo de sistema posee una intensidad de acoplamiento muy baja entre las cargas entre los dos primeros niveles de energía ocupados el mismo que se manifiesta en la ubicación de las cargas en los pozos laterales, esta última propiedad es importante porque permitirían mapear el nivel de Fermi a través del efecto Aharonov-Bohm, por la aplicación de campos magnéticos paralelos al sistema cuasi-bidimensional.