Coherent control of charge and heat transport in semiconductor nanostructures

Resumo

Esta Tesis considera algunos problemas relacionados con el transporte de carga y de calor en pozos y puntos cuánticos dobles, construidos con heteroestructuras semiconductoras, en presencia de voltajes externos dependientes periódicamente del tiempo. Cuando el transporte tiene lugar de forma coherente, la interacción con potenciales o campos dependientes del tiempo modifica las propiedades de transmisión a través de nanoestructuras semiconductoras. Por esta razón, hemos estudiado el comportamiento de la corriente continua en diferentes situaciones de interés. En primer lugar se trata el efecto de control de la corriente eléctrica. Escogiendo los parámetros del voltaje aplicado, la interacción entre los pozos puede modificarse, llegando a anularse para determinados valores de la amplitud de voltaje y de la frecuencia de la oscilación. El estudio de la supresión coherente de la corriente era conocida en sistemas aislados, pero su consideración en problemas de transporte, donde el contacto con los electrodos debe incluirse explícitamente, ha sido tenido en cuenta solo recientemente. Los resultados numéricos han sido obtenidos mediante el formalismo de dispersión (scattering) de Landauer, con las modificaciones adecuadas para tratar sistemas dependientes del tiempo. Para el cálculo de las transmisiones se han utilizado matrices de transferencia (Wagner, Phys. Rev. A (1995) 51, 798) y el formalismo Floquet-Green (Kohler, Lehmann y Hänggi, Phys. Rep. (2005) 406, 379). Las primeras son una versión particular de la teoría de Floquet en la que los estados asintóticos de los electrones se toman como ondas planas. Los cálculos realizados reproducen en el límite de alta frecuencia los resultados de una aproximación en el modelo de enlaces fuertes (tight-binding). Esta aproximación ofrece interesantes resultados más fáciles de analizar cualitativamente, puesto que convierten el problema inicial dependiente del tiempo en un