Efecto de muchos cuerpos en transiciones ópticas en nanoestructuras semiconductoras
En esta tesis estudiaremos efectos de interacción de muchas partículas en transiciones ópticas en nanoestructuras semiconductoras. En la primera parte de esta tesis se muestran, los efectos de muchos cuerpos en microcavidades semiconductoras del tipo II-VI, en la cual se estudia el proceso de dis...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2010
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/190/1/1Leon_Hilario.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En esta tesis estudiaremos efectos de interacción de muchas partículas en transiciones
ópticas en nanoestructuras semiconductoras. En la primera parte de esta tesis se muestran,
los efectos de muchos cuerpos en microcavidades semiconductoras del tipo II-VI, en la cual se
estudia el proceso de dispersión inelástica de luz (dispersión Raman) en el régimen de acoplamiento
fuerte entre los modos fotónicos de la cavidad y los estados electrónicos (excitones) de
los pozos cuánticos ubicados en el interior de la cavidad. Este régimen tiene como principal
característica un fuerte desdoblamiento de los modos cuando la energía de ambos estados, el
fotónico y el excitónico, se encuentran en resonancia. Este desdoblamiento da lugar a nuevos
autoestados del sistema fuertemente mezclados, parte luz y parte excitón, denominados
polaritones de cavidad. Debido a este efecto, el proceso fundamental de dispersión Raman
es conceptualmente diferente y se obtiene lo que se llama dispersión Raman mediada por
polaritones, la cual se puede entender como que parte del fotón inicial es transformado en
la superficie del sólido a un estado polaritónico conservando energía y vector de onda. Este
estado es el que se propaga en el interior de la muestra, y es consecuentemente susceptible a
sufrir el proceso de dispersión inelástica por las vibraciones de la red hacia otro estado polarit
ónico. Este nuevo estado polaritónico se propaga en el sólido, y en la superficie del material
se transmite hacia el exterior como foton dispersado, nuevamente conservando energía y vector
de onda. Para explicar cuantitativamente los resultados experimentales en este trabajo se
trató no perturbativamente el acople entre fotones y excitones y se introducen los efectos de
vida media tanto de la componente fotónica como de la excitónica de los estados polaritónicos
de una manera rigurosa. También se incluyeron la interacción de estos estados polaritónicos
con el estado de excitones del continuo y los ligados de mayor orden, que no interactúan fuertemente
con el modo fotónico de la cavidad. Aplicamos el método de las funciones de Green
para calcular la intensidad de la dispersión inelástica mediada por polaritones. Esta parte
de la tesis fue realizada en estrecha colaboración con el grupo experimental de Propiedades
Ópticas del Centro Atómico Bariloche.
Luego, presentamos una aplicación del modelo planteado en la primera parte para explicar
el acoplamiento fuerte entre luz y materia en sistemas de microcavidades pilares con puntos
cuánticos ubicados en el interior de dicha cavidad.
Finalmente presentamos un estudio teórico para comprender experimentos en puntos
cuánticos, en los cuales se muestran señales ópticas de hibridización entre estados electrónicos
localizados de un punto cuántico con estados de un continuo de electrones que rodean el
punto cuántico. Para ello calculamos la intensidad de la luz emitida cuando un trión (estado
excitado formado por dos electrones y un hueco) decae en un electrón y ningún hueco en un
punto cuántico hibridizado con un continuo, como función de la energía del fotón emitido y
potencial de compuerta (potencial aplicado que permite variar los niveles electrónicos en el
punto cuántico). Utilizando el modelo de impureza de Anderson y función de onda variacional
de muchos cuerpos podemos explicar las características principales del experimento.
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