Estructura electrónica de sistemas con pozos cuánticos delta-dopados múltiples

Resumen Dentro de los sistemas de gran relevancia en la física de Semiconductores se encuentran los pozos cuánticos delta-dopados, los cuales se fabrican al dopar un semiconductor con otro elemento en una capa bidimensional de ancho atómico. Derivado de esta idea surgieron los pozos delta-dopados dobles DDD, los cuales consisten en semiconductores fuertemente dopados en dos capas bidimensionales paralelas de ancho atómico. En el marco de la teoría de Thomas-Fermi hemos determinado la estructura electrónica de un sistema DDD en GaAs, y particularmente estudiamos los efectos de la distancia interplanar en las propiedades ópticas no lineales de este sistema con dopaje tipo n y tipo p. Dichas propiedades están determinadas en función de dos parámetros principales: la concentración del dopante y la distancia de separación entre las capas. Así pues calculamos el coeficiente de absorción y el cambio relativo en el índice de refracción para electrones y huecos pesados como medida de la distancia entre capas dopantes. Además hemos propuesto un modelo físico para estudiar la estructura electrónica en un sistema delta dopado cuádruple (DDC) con dopaje tipo n, como medida de los parámetros previamente citados. En la actualidad las estructuras con múltiple dopaje deltaico son empleadas en la ingeniería de dispositivos electrónicos y ópticos.

Abstract The delta-doped quantum wells are of great interest in semiconductor physics, and are manufactured by doping a semiconductor with another element in a twodimensional layer growth layer by layer. Derived from this system, the double delta doped (DDD) quantum wells emerged, which consist of semiconductors strongly doped in two parallel two-dimensional layers of atomic width. In the framework of Thomas-Fermi approximation, we determined the electronic structure of a DDD system in GaAs, particularly we study the effects of interlayer distance on the nonlinear optical properties of this n-type and p-type system. These properties are determined based on two main parameters: the dopant concentration and the interlayer distance. So we calculate the absorption coefficient and the relative change on the refractive index for electrons and heavy holes versus the distance between doped layers. We have also proposed a physical model to study the electronic structure in a quadruple delta-doped system (QDD) with n-type doping, as a measure of the parameters previously mentioned. At present, structures with multiple delta doping are used in the engineering of electronic and optical devices.