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

54 Capítulo 4: Confinamiento magnéticodonde E tot es la energía total para un sistema de N electrones. En el casode un único electrón de conducción E tot se calcula integrando numéricamentela Ec. (1.31), empleando diferencias finitas en un mallado bidimensional(ρ,z). Puesto que los efectos de correlación e intercambio influyen considerablementesobre la magnetización de QDs con electrones interactuantes[147, 155], empleamos el método de interacción de configuraciones descritoen la sección 1.6.1 para obtener las energías del sistema bielectrónico 2 .0.660.640.654.5 nm0.632R in4.5 nmE (eV)0.640.630.62120 nmE (eV)0.620.61120 nm0.61(a)0.600 5 10 15 20B (T)0.60(b)0.590 2 4 6 8 10 12B (T)Figura 4.2: Niveles de energía frente al campo magnético axial de un electrón en un QD(a) y en un QR con R in = 5 nm (b). Las líneas continuas indican niveles con espín ↑, ylas discontinuas niveles con espín ↓. Los paneles interiores muestran la sección transversaldel QD (panel izquierdo) y del QR (panel derecho) estudiados.La figura 4.2 muestra la variación de los niveles monoelectrónicos de menorenergía frente a un campo magnético axial en nanocristales con (a) R in= 0 y (b) R in = 5 nm. Las líneas continuas representan niveles con espín↑, y las discontinuas niveles con espín ↓. Puede apreciarse en la figura quela presencia de la cavidad interna del anillo reduce significativamente la distanciaenergética entre niveles azimutales consecutivos (m z = 0, ±1, ±2,...)a B = 0. Como consecuencia, la componente z del momento angular delestado fundamental del anillo cambia de m z = 0 a m z = −1 a B = 2.8 T yde m z = −1 a m z = −2 a B = 8.6 T, reflejando claramente oscilaciones detipo Aharonov-Bohm. Debe notarse no obstante que estas oscilaciones sonaperiódicas, debido a la penetración del campo magnético en la región delanillo [140, 156]. Sin embargo, el estado fundamental del QD mantiene la2 El cálculo incluye todos los estados monoelectrónicos hasta 35 meV por encima delestado fundamental para las estructuras anulares, y hasta 50 meV para el QD. El empleo debases mayores no altera de forma significativa los estados bielectrónicos de menor energíaen el rango de campo magnético estudiado.