Dispersión Raman en alambres cuánticos en presencia de un campo eléctrico externo

Abstract

El objetivo de esta tesis es presentar una investigación teórica de la dispersión Raman en un alambre cuántico semiconductor polar, con simetría cilíndrica bajo la acción de un campo eléctrico externo homogéneo y transversal al eje del cilindro. Se consideró que el campo eléctrico puede producir cambios significativos en los espectros Raman; de manera que pueda ser utilizado como mecanismo de control de los estados electrónicos. En el estado del arte se exponen los aspectos de la teoría cuántica del sólido utilizados en el estudio de la dispersión Raman. Se presenta, además, una fundamentación con algunos aspectos de carácter experimental que se relacionan con el contenido de la tesis. Los estados electrónicos fueron obtenidos considerando alambres cuánticos con barreras de potencial tanto finita como infinita. El estudio de la dispersión Raman se realizó considerando dos modelos físicos: uno extrínseco, donde un electrón se encuentra en la banda de conducción realizando solamente transiciones intra-banda sin la participación de fonones; y otro intrínseco, donde el electrón realiza transiciones inter-bandas con la participación de un fonón. Los resultados obtenidos mostraron que la presencia del campo eléctrico modifica los estados electrónicos, rompe la degeneración existente en ausencia de campo eléctrico y elimina las reglas de selección para las transiciones cuánticas. Los espectros obtenidos para la dispersión Raman electrónica mostraron cambios en la intensidad y pequeños desplazamientos al variar la intensidad del campo eléctrico. La dispersión Raman resonante unifonónica mostró que el campo eléctrico provoca la aparición de singularidades en los espectros asociadas a modos de oscilación con m ≠0, un incremento en la eficiencia Raman y un desplazamiento en las resonancias de entrada y salida. Los resultados fueron obtenidos realizando la evaluación numérica en alambres cuánticos de GaAs l Al.335 Ga.65 As para la dispersión Raman electrónica y de GaAs para la dispersión Raman resonante unifonónica. Estos resultados permitieron corroborar la hipótesis planteada al inicio de la investigación.