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Captura de electrones alrededor de hilos metálicos a nanoescala incrustados en un medio semiconductor

Autores: Huynh, Chi Cuong; Evrard, Roger; Nguyen, Ngoc Duy

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Captura de electrones alrededor de hilos metálicos a nanoescala incrustados en un medio semiconductor


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos

Palabras clave

Electrones de conducción
Película semiconductora
Nanocables metálicos
Energías propias
Funciones propias
Espectros de absorción

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Predecimos que los electrones de conducción en una película de semiconductor que contiene una matriz cuadrada centrada de nanocables metálicos normales a su plano están ligados en estados cuánticos alrededor de los cables centrales, si se aplica un voltaje de polarización positivo entre los cables en los vértices cuadrados y estos últimos. Obtenemos y discutimos las energías propias y las funciones propias de dos modelos con diferentes dimensiones. Los resultados muestran que los estados propios pueden agruparse en diferentes capas. Las diferencias de energía entre las capas son típicamente de unos pocos decenas de meV, lo que corresponde a frecuencias de fotones emitidos o absorbidos en un rango de aproximadamente. Estas diferencias de energía dependen fuertemente del voltaje de polarización. Calculamos la respuesta lineal de electrones individuales en el nivel fundamental de nuestros modelos a ondas electromagnéticas de gran longitud de onda cuyo campo eléctrico está en el plano de la película de semiconductor. Las fuerzas osciladoras calculadas están dominadas por las transiciones a los estados en cada capa cuya función de onda tiene una única línea de nodo radial normal al campo eléctrico de la onda. Incluimos el efecto de la carga imagen inducida en los cables metálicos centrales y mostramos que modifica las fuerzas osciladoras de modo que su suma se desvía del valor dado por la regla de Thomas-Reiche-Kuhn. Informamos sobre la respuesta lineal, o polarizabilidad, frente a la energía del fotón, de los modelos estudiados y sus espectros de absorción. Estos últimos muestran picos bien definidos como se esperaba del estudio de las fuerzas osciladoras. Mostramos que la posición de estos picos de absorción depende fuertemente del voltaje de polarización, de modo que la frecuencia de absorción o emisión de fotones en los sistemas descritos aquí es fácilmente ajustable. Esto los convierte en buenos candidatos para el desarrollo de nuevos dispositivos infrarrojos.

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