Ga1- xInxAsySb1- y/GaSb spherical quantum dot in a magnetic field

Las aleaciones cuaternarias tipo-I son materiales apropiados para dispositivos de heteroestructura, porque proveen una forma natural de ajustar la magnitud de la brecha de energía de modo que pueden operar en longitudes de onda en el rango del infrarrojo-medio (IR-m). Sin embargo, los grados de libe...

Full description

Autores:
Sánchez Cano, Robert
Porras Montenegro, Nelson
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2012
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/12133
Acceso en línea:
http://red.uao.edu.co//handle/10614/12133
Palabra clave:
Aleaciones
Alloys
Factor g
Hetereoestructuras
Efecto Zeeman
Niveles de Landau
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Heterostructures
Zeeman effect
Landau levels
Rights
openAccess
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Derechos Reservados - Socie­dad Mexicana de Física, A. C., 2012
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description Las aleaciones cuaternarias tipo-I son materiales apropiados para dispositivos de heteroestructura, porque proveen una forma natural de ajustar la magnitud de la brecha de energía de modo que pueden operar en longitudes de onda en el rango del infrarrojo-medio (IR-m). Sin embargo, los grados de libertad del spin y el desdoblamiento de los estados electrónicos de spin a causa del factor g, permiten nuevas rutas para desarrollar sistemas prácticos de comunicación cuántica, lo anterior se debe a que el factor electrónico efectivo gen semiconductores III-V varía en función de la concentración química. Nosotros investigamos teóricamente el factor electrónico g en Ga1−xInxAsySb1−y sobre GaSb para el material en bloque, el efecto Zeeman y niveles de Landau en puntos cuánticos esféricos de GaSb/Ga 1−xInxAsySb1−y/GaSb bajo el modelo de ocho bandas con masa efectiva de Kane, en el cual la interacción de estados entre el fondo de la banda de conducción y el tope de la banda de valencia es considerado. Nuestros cálculos muestran que los valores del factor electrónico g para el material en bloque se encuentran en el rango entre el factor g medido en bloque de GaSb, cuando x → 0 (g = −9.25) y el valor medido en bloque de InAs cuando x → 1 (g =-18.08) con un notable mínimo del valor (g ≈ −23.14) en x ≈ 0.67. En el punto cuántico esférico GaSb/Ga 1−xInxAsySb1−y/GaSb, nuestros cálculos muestran que el factor electrónico g disminuye a medida que el radio aumenta, alcanzando el valor límite para el cuaternario en bloque, correspondiente a una concentración dada de In, x, y aumenta cuando el radio disminuye aproximándose al valor en el material ´ de la barrera cuando R → 0. Además, para valores altos de concentración de In el factor g como función del radio se desplaza hacia el valor del factor g del bloque límite
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Nosotros investigamos teóricamente el factor electrónico g en Ga1−xInxAsySb1−y sobre GaSb para el material en bloque, el efecto Zeeman y niveles de Landau en puntos cuánticos esféricos de GaSb/Ga 1−xInxAsySb1−y/GaSb bajo el modelo de ocho bandas con masa efectiva de Kane, en el cual la interacción de estados entre el fondo de la banda de conducción y el tope de la banda de valencia es considerado. Nuestros cálculos muestran que los valores del factor electrónico g para el material en bloque se encuentran en el rango entre el factor g medido en bloque de GaSb, cuando x → 0 (g = −9.25) y el valor medido en bloque de InAs cuando x → 1 (g =-18.08) con un notable mínimo del valor (g ≈ −23.14) en x ≈ 0.67. En el punto cuántico esférico GaSb/Ga 1−xInxAsySb1−y/GaSb, nuestros cálculos muestran que el factor electrónico g disminuye a medida que el radio aumenta, alcanzando el valor límite para el cuaternario en bloque, correspondiente a una concentración dada de In, x, y aumenta cuando el radio disminuye aproximándose al valor en el material ´ de la barrera cuando R → 0. Además, para valores altos de concentración de In el factor g como función del radio se desplaza hacia el valor del factor g del bloque límiteQuaternary semiconductor alloys type-I are appropriated materials for heterostructure devices because they provide a natural form to tune the magnitude of the band gap so that it can operate in the mid-infrared (mid-IR) wavelength range. However electron spin degree of freedom and the electron spin splitting g-factor provide a new pathway to the development of a practical quantum communication systems, because the effective g-factor for electrons in III-V semiconductors vary as a function of the chemical concentration. We investigated theoretically electron g-factor in bulk Ga(1-x)In(x)As(y)Sb(1-y) matched to GaSb and the Zeeman effect as well as the Landau levels in GaSb/Ga(1-x)In(x)As(y)Sb(1-y)/GaSb spherical quantum dot heterostructure under the framework of Kane eight-band effective-mass model, in which the mixing of the states in the lower conduction band and the highest valence bands is taken into account. Our calculations show that bulk electron g-factor values are in the range between the electron g-factor measured in bulk GaSb when x -- 0 (g =-9.25) and that measured in InAs when x --1 (g =-18.08), but there is a notable minimum in the g-factor value (g -- -23.14) at x -- 0 . 67. In GaSb/Ga(1-x)In(x)As(y)Sb(1-y)/GaSb spherical quantum dot our calculations show that the electron g-factor decreases as the radius increases reaching the value for the quaternary in bulk for a given In concentration, x, and increases when the radius decreases, approaching to the value in the barrier material, when R -- 0. Also for higher values of concentration of In, the g-factor as a function of R moves to the g-factor bulk limitapplication/pdf4 páginasengSocie­dad Mexicana de FísicaRevista Mexicana de Física. Volumen 58, número 2, (diciembre 2012); páginas 147-150150214758Sánchez Cano, R., Porras Montenegro, N. (2012). Ga1- xInxAsySb1- y/GaSb spherical quantum dot in a magnetic field. Revista Mexicana de Física. 58(2), 147-150. http://red.uao.edu.co//handle/10614/12133Revista Mexicana de FísicaM.P. Mikhailova, K.D. Moiseev, and Y.P. Yakovlev, Semicond. Sci. Technol. 19 (2004) R109I.A. Andreev, N.D. Il‘inskaya, E.V. Kunitsyna, M.P. Mikhailova and Yu. P. 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