Study of temperature and indium concentration-dependent dielectric constant and electron adffinity effects on the exciton optical transition and binding energy in spherical GaSb-Ga1-xInxAsySb1-y-GaSb quantum dots

Hemos estudiado los estados de excitación de orificios pesados en GaSb – GaInAsSb – GaSb tipo-I Puntos cuánticos esféricos, utilizando constante dieléctrica estática dependiente de la temperatura y afinidad electrónica, con una barrera de potencial de altura finita, en función del radio de puntos...

Full description

Autores:: Sánchez Cano, Robert
Porras Montenegro, Nelson

Tipo de recurso:: Article of journal

Fecha de publicación:: 2010

Institución:: Universidad Autónoma de Occidente

Repositorio:: RED: Repositorio Educativo Digital UAO

Idioma:: eng

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description	Hemos estudiado los estados de excitación de orificios pesados en GaSb – GaInAsSb – GaSb tipo-I Puntos cuánticos esféricos, utilizando constante dieléctrica estática dependiente de la temperatura y afinidad electrónica, con una barrera de potencial de altura finita, en función del radio de puntos cuánticos para varios valores de concentración de indio. Nuestros cálculos se han elaborado utilizando métodos de interpolación para encontrar la dependencia de la temperatura y la concentración de indio tanto de la constante dieléctrica como de la afinidad electrónica, con el fin de determinar la conducción y las compensaciones de banda de valencia en la heteroestructura GaSb – GaInAsSb – GaSb mediante la aplicación de la afinidad electrónica. Regla. Hemos calculado la energía de unión del excitón y la energía de transición correspondiente del estado fundamental del excitón al nivel del agujero pesado, utilizando un procedimiento variacional dentro de la aproximación de masa efectiva. Hemos descubierto que la energía de unión del excitón de agujero pesado presenta cambios debido a la dependencia de la temperatura de la afinidad electrónica y la constante dieléctrica estática. Sin embargo, nuestros resultados para la energía de transición desde el estado fundamental del excitón al nivel de pozo pesado coinciden con los reportados en un trabajo teórico previo, donde encontramos un muy buen acuerdo con los estudios experimentales de fotoluminiscencia y fotorreflectancia enT = 12 K en películas cultivadas sobre sustratos de GaSb por epitaxia en fase líquida.
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Hemos calculado la energía de unión del excitón y la energía de transición correspondiente del estado fundamental del excitón al nivel del agujero pesado, utilizando un procedimiento variacional dentro de la aproximación de masa efectiva. Hemos descubierto que la energía de unión del excitón de agujero pesado presenta cambios debido a la dependencia de la temperatura de la afinidad electrónica y la constante dieléctrica estática. Sin embargo, nuestros resultados para la energía de transición desde el estado fundamental del excitón al nivel de pozo pesado coinciden con los reportados en un trabajo teórico previo, donde encontramos un muy buen acuerdo con los estudios experimentales de fotoluminiscencia y fotorreflectancia enT = 12 K en películas cultivadas sobre sustratos de GaSb por epitaxia en fase líquida.We have study the heavy-hole exciton states in GaSb–GaInAsSb–GaSb type-I spherical Quantum Dots, using temperature-dependent static dielectric constant and electron affinity, with a finite height potential barrier, as a function of the quantum dot radius for several values of Indium concentration. Our calculations have been worked out using interpolating methods to find the temperature and Indium concentration dependence of both the dielectric constant and electron affinity, in order to determine the conduction and valence band-offsets in GaSb–GaInAsSb–GaSb heterostructure by application of the Electron Affinity Rule. We have calculated the exciton binding energy and the corresponding transition energy from the exciton ground state to the heavy-hole level, using a variational procedure within the effective-mass approximation. We have found that the binding energy of the heavy-hole exciton presents changes due to the temperature dependence of the electron affinity and static dielectric constant. However our results for the transition energy from the exciton ground state to the heavy-hole level coincide with those reported in a previous theoretical work, where we had found a very good agreement with photoluminescence and photoreflectance experimental studies at T=12 K in films grown over GaSb substrates by liquid phase epitaxyapplication/pdf5 páginasengElsevierPhysica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. Volumen 43, número 1, (noviembre 2010); páginas 76-808017643Sánchez Cano, R., Porras Montenegro, N (2010). Study of temperature and indium concentration-dependent dielectric constant and electron adffinity effects on the exciton optical transition and binding energy in spherical GaSb-Ga1-xInxAsySb1-y-GaSb quantum dots. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 43(1), 76-80. https://doi.org/10.1016/j.physe.2010.06.020P. Joullié , AN Baranov , A. Vicet. Fuentes de láser de infrarrojo medio de estado sólido IT Sorokina , KL Vodopyanov (Eds.) , Temas en Física Aplicada , vol. 89 , Springer , Alemania ( 2003 ) , pp. 1 – 3.G. Ru , Y. Zheng , A. Li J. Appl. Phys. , 77 ( 1995 ) , p. 6721.MP Mikhailova , KD Moiseev , YP Yakovlev Semicond. Sci. Technol. , 19 ( 2004 ) , p. R109.A. Vicet, JC Nicolas, F. Genty, Y. Rouillard, EM Skouri, AN Baranov, C. Alibert, en: IEE Proceedings of the Optoelectronics, vol. 147, 2000, p. 172).Andreev , ND Il'inskaya , EV Kunitsyna , MP Mikhailova , Yu.P. Yakovlev Semiconductor , 37 ( 2003 ) , pág. 949.D Stoyanov , MP Mikhailova , OV Andreichuk , KD Moiseev , IA Andreev , MA Afrailov , Yu.P. Yakovlev Semiconductor , 35 ( 2001 ) , pág. 453.K. Shim , H. Rabitz , P. Dutta J. Appl. Phys. , 88 ( 2000 ) , p. 7157.AN Baranov , N. Bertru , Y. Cuminal , G. Goissier , Y. Rouillard , JC Nicolas , P. Grech , AF Joullié , C. Alibert Proc. SPIE , 3284 ( 1998 ) , pág. 247.ET Yu , JO McCaldin , TC McGill. Desfases de banda en heterouniones de semiconductores H. Ehrenreich , D. Tumbull (Eds.) , Solid Stated Physics , vol. 46 , Academic Press , San Diego ( 1992 ) , págs. 8 – 10.RL Anderson. Electrón de estado sólido. , 5 ( 1962 ) , p. 341.JJ Prías-Barragán , DG Espinosa-Arbeláez , GA Álvarez , L. Tirado-Mejía , H. Ariza-Calderón. Rev. Colomb. Fis. , 37 ( 2005 ) , p. 134.L. Tirado Mejía , JG Ramírez , ME Gómez , H. Ariza-Calderón Braz. J. Phys. , 36 ( 2006 ) , p. 1070.M. De los Ríos , G. Fonthal , L. Tirado Mejía , CA Cárdenas , J. Segura , H. Ariza-Calderón Rev. Colomb. Fis. , 37 ( 2005 ) , p. 67.R. Sánchez-Cano , L. Tirado-Mejía , G. Fonthal , H. Ariza-Calderón , N. Porras-Montenegro J. Appl. Phys. , 104 ( 2.008 mil ) , p. 113 706.S. Adachi Propiedades de los semiconductores del grupo IV, III – V y II – VI Serie Wiley en: Materiales para aplicaciones electrónicas y optoelectrónicas , John Wiley and Sons , Inglaterra ( 2005 ) , pp. 195 – 198.L. Sooncknidt , J. Bonnet , P. Masri , L. 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Study of temperature and indium concentration-dependent dielectric constant and electron adffinity effects on the exciton optical transition and binding energy in spherical GaSb-Ga1-xInxAsySb1-y-GaSb quantum dots

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