Origen de la renormalización del gap óptico en semiconductores del tipo N

ROVASIO VALENTINA ANDREA; OVIEDO MARÍA BELÉN ; IGLESIAS RODRIGO A.; BARUZZI ANA MARÍA

La Plata

Congreso; XXI CAFQUI. Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica - La Plata 2021; 2021

Universidad Nacional de La Plata

Experimentalmente se ha observado que al aplicar un potencial eléctrico a un punto cuántico semiconductor se genera un aumento de la concentración de portadores de carga negativa en la banda de conducción cristalina (BCC), resultando en un ensanchamiento del gap óptico que se observa en el espectro de absorción.1 Este efecto se conoce como corrimiento de Burstein-Moss. En este trabajo se muestra, a partir de simulaciones computacionales basadas en la teoría del funcional de la densidad electrónica dependiente del tiempo (TD-DFT), el origen, la magnitud y la renormalización de este ensanchamiento del gap óptico. Pudimos determinar que la contribución fundamental a esta renormalización del gap óptico corresponde a la reestructuración de la estructura electrónica de la BCC, en lugar del corrimiento rígido del nivel de Fermi y de los bordes de las bandas electrónicas del semiconductor, lo que afirma el paradigma actual. Por otra parte, observamos que el ensanchamiento del gap óptico es altamente sensible a la concentración de dopantes, los cuales son los involucrados en la reconstrucción del borde de la BCC del punto cuántico. Por último se muestra la reestructuración de la misma banda cuando el sistema se encuentra en presencia de un solvente, donde se pudo observar que el efecto Burstein-Moss depende de la polaridad del solvente utilizado. Estos resultado nos brindan un panorama de las condiciones óptimas, entre ellas la elección de los átomos o iones dopantes y solventes para visualizar el efecto Burstein-Moss. Estos resultados, a su vez, podrán complementar y permitirán diseñar nuevos proyectos experimentales.