CONFINAMIENTO NANOSC´OPICO EN ESTRUCTURAS ... - It works!

90 Capítulo 5: Confinamiento dieléctricoconductor inestabiliza el estado fundamental del sistema a medida que z Iaumenta, contribuyendo a la disminución de la energía de enlace con el descentrado.La influencia del confinamiento dieléctrico requiere un análisis más exhaustivo.Para llevar a cabo este análisis nos apoyamos en cálculos, obtenidosmediante la metodología expuesta en la sección anterior, en los que se ha suprimidoartificialmente los confinamientos espacial y másico. Consideramos,pues, un QD con m ∗ = 0.2, R = 3 nm y electroafinidad EA = 0 eV en unmedio externo con la misma masa efectiva y con ε out = 1, y calculamos laenergía del estado fundamental electrónico en función de la constante dieléctricadel semiconductor ε dot para diferentes valores del descentrado z I dela impureza. Los resultados se muestran en la Fig. 5.4, donde las diferentesseries corresponden a cálculos que incluyen, por un lado, Coulomb directomás polarización (S0), y por otro lado, la totalidad de los efectos dieléctricos,es decir, Coulomb directo, polarización y autopolarización (S1).−0.2z = 0 IE (eV)−0.6−1.0S0S1−1.42z = 0.9 I4 6 8 10 12 14 16 18 20ε dotFigura 5.4: Energía del estado fundamental electrónico en función de la constante dieléctricaε dot de un QD esférico con R = 3 nm y m ∗ dot = 0.2 en aire o vacío (ε out = 1) enpresencia de una impureza dadora y para diferentes descentrados de la misma (de arribahacia abajo, z I = 0.0, 0.5, 0.7 y 0.9). El origen de energías se ha situado en el fondo de labanda de conducción. Las líneas continuas (discontinuas) corresponden a cálculos en losque se incluye (excluye) los efectos de autopolarización. En todos los casos se han ignoradolos efectos del confinamiento espacial y de la discontinuidad másica.La convergencia de las energías correspondientes a todos los valores de z Iconsiderados (tanto en la serie S1 como en la S0) hacia un mismo valor en ellímite ε dot = 1 deriva del hecho que, en este límite, ε dot = ε out . Por tanto, lostérminos de polarización y autopolarización se anulan, y únicamente restael potencial culómbico directo en el vacío, que conduce en todos los casos a