Lectura 1 - Fisica II.Español.pdf

8/9/24, 12:53 a.m. PDF translate: Lectura 1 - Fisica II.pdf | Sider Revista Internacional de Física Moderna B vol. 33 (2019) 1950325 (12 páginas) c© Compañía editorial mu...

8/9/24, 12:53 a.m. PDF translate: Lectura 1 - Fisica II.pdf | Sider Revista Internacional de Física Moderna B vol. 33 (2019) 1950325 (12 páginas) c© Compañía editorial mundial científica DOI: 10.1142/S0217979219503259 El efecto de la temperatura, la presión hidrostática y el campo magnético sobre las propiedades ópticas no lineales del pozo cuántico semiparabólico AlGaAs/GaAs Jin-Feng You, Qiang Zhao y Zhi-Hai Zhang* Facultad de Física e Ingeniería Electrónica, Universidad de Profesores de Yancheng Yancheng, Jiangsu 224051, República Popular China ∗[email protected] Jian Hui Yuan Departamento de Física, Universidad Médica de Guangxi, Nanning, Guangxi 530021, República Popular China Laboratorio de Ingeniería y Fotónica Biomédica, Universidad Médica de Guangxi, Nanning Guangxi 530021, República Popular China [email protected] Kang-Xian Guo Departamento de Física, Facultad de Física e Ingeniería Electrónica, Universidad de Guangzhou, Guangzhou 510006, República Popular China Elmustafa Feddi ENSET de Rabat, Universidad Mohamed V Souissi, BP 6207, Rabat-Institut, Rabat, Marruecos Recibido el 23 de junio de 2019 Revisado el 10 de septiembre de 2019 Aceptado el 16 de septiembre de 2019 Publicado el 5 de noviembre de 2019 En este artículo, exploramos las propiedades ópticas del pozo cuántico semiparabólico (QW) de AlGaAs/GaAs bajo diferentes temperaturas, presión hidrostática y campo magnético aplicado. Calculamos los coeficientes de absorción óptica no lineal y los cambios del índice de refracción (RIC) con el enfoque de matriz de densidad compacta y el método iterativo. Luego, en el marco de las aproximaciones de masa efectiva y banda parabólica, se han obtenido los valores propios de energía y las funciones de onda correspondientes para QW semiparabólica mediante el método de diferencias finitas. Los hallazgos teóricos muestran que (1) el espectro energético depende fuertemente de la temperatura, la presión hidrostática y el campo magnético aplicado; (2) los coeficientes de absorción óptica lineal y no lineal de tercer orden y ∗Autor de correspondencia. 1950325-1 5 de noviembre de 10:9 IJMPB S0217979219503259 pagina 2019 2 https://sider.ai/pdf-translate/E00KU482ZA9?fid=0 1/12 8/9/24, 12:53 a.m. PDF translate: Lectura 1 - Fisica II.pdf | Sider J.-F. Tú y otros. Los RIC son bastante sensibles a la temperatura, la presión hidrostática y el campo magnético aplicado. Nuestro estudio proporciona una base teórica para la fabricación de la estructura QW. Palabras clave: Pozo cuántico; propiedades ópticas; campo magnético; temperatura; presión hidrostática. Números PACS: 73.21.Fg, 78.66.Fd, 78.67.De, 74.62.Yb, 74.62.Fj 1. Introducción Con el desarrollo sucesivo de la ciencia y la tecnología en los últimos 20 años, las estructuras cuánticas de baja dimensión, como el punto cuántico semiconductor,1–3 el cable cuántico4 y el pozo cuántico (QW),5–7 han sido objeto de extensas investigaciones. titigaciones en la investigación, que se logran gracias a la invención de técnicas recientes de nanofabricación como la deposición química de vapor de metales orgánicos, la litografía electrónica y la epitaxia de haz molecular. Debido al efecto de confinamiento cuántico, los niveles de energía discretos dan como resultado un comportamiento exótico de no linealidad óptica en las estructuras semiconductoras de pequeñas dimensiones en comparación con el de los materiales a granel. Entre estas nanoestructuras, debido a su singular banda prohibida más grande y al hecho de que es más fácil de preparar, el sistema semiconductor QW es atractivo tanto para la investigación fundamental como para aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos. Hay muchos factores importantes que tienen un efecto sobre las propiedades ópticas lineales y no lineales de QW, como la temperatura, la presión hidrostática, los campos eléctricos y magnéticos aplicados y los campos láser intensos.5–11 La estructura de bandas y la no linealidad óptica del sistema QW pueden ser controlado y alterado por la aplicación de factores de campo externos. Las principales conclusiones de estos trabajos se pueden resumir en que no sólo la geometría de los sistemas, sino también las perturbaciones externas pueden influir significativamente en las propiedades ópticas no lineales de las estructuras semiconductoras. En los últimos años, las QW semiparabólicas han atraído considerable atención debido a sus inusuales propiedades electrónicas y ópticas y a sus posibles aplicaciones prácticas.12-19 Por ejemplo, el efecto de los campos eléctricos y magnéticos sobre la rectificación óptica no lineal y la generación de segundos armónicos se han investigado en QW semiparabólicos bajo un intenso campo láser.17 También hemos informado anteriormente sobre las propiedades ópticas no lineales en QW semiparabólicos o parabólicos de GaAs/Ga1−xAlxAs considerando el efecto de la masa efectiva constante y la masa efectiva dependiente de la posición18. o considerando el efecto del campo eléctrico en diferentes direcciones.19 Sin embargo, los estudios sistemáticos sobre el efecto integral de la temperatura, la presión hidrostática y el campo magnético aplicado sobre las propiedades ópticas no lineales del QW semiparabólico de AlGaAs/GaAs no se han estudiado exhaustivamente. hasta ahora. Por tanto, la investigación en este campo sigue siendo importante tanto desde el punto de vista teórico como desde el punto de vista práctico. En este artículo, estudiaremos el efecto combinado de las temperaturas, la presión hidrostática y el campo magnético sobre las propiedades ópticas no lineales del QW semiparabólico de AlGaAs/GaAs. Nuestro artículo se divide en las siguientes secciones: En la Sec. 2, las expresiones analíticas para los OAC no lineales y los cambios del índice de refracción (RIC) se obtienen utilizando el enfoque de matriz de densidad y el método iterativo. El 1950325-2 5 de noviembre de 10:9 IJMPB S0217979219503259 pagina 2019 3 https://sider.ai/pdf-translate/E00KU482ZA9?fid=0 2/12 8/9/24, 12:53 a.m. PDF translate: Lectura 1 - Fisica II.pdf | Sider Propiedades ópticas en pozo cuántico semiparabólico de GaAs/AlGaAs Los estados propios y las energías propias que tienen en cuenta campos externos se analizan mediante el método de diferencias finitas. En seg. 3, discutiremos los resultados teóricos de los OAC y los RIC en el QW semiparabólico de GaAs/AlGaAs. Finalmente, se presenta un breve resumen en la Sec. 4. 2. Teoría En las aproximaciones de masa efectiva y banda parabólica, el hamiltoniano total para un electrón en un QW semiparabólico de GaAs/AlGaAs, que tiene el eje z como dirección de crecimiento. El campo magnético está orientado en el plano, tomado a lo largo de la dirección x, B = B ˆx, y se utiliza el medidor Landau A(r) = Bz ˆy, bajo la presión hidrostática P y la temperatura T está dada por [ P + ec A(r)]2+ V (z, P, 1 (1) H0 = 2m(P,T)∗ T ), y el potencial de confinamiento V (z, P, T) viene dado por   1 2 m(P, T z ≥ 0, V (z, P, T) = )∗ω20 z2, (2)  ∞, z