On doped semiconductor quantum dots and magnetic nanowires

Resumen

Las propiedades de los nanocristales semiconductores para aplicaciones específicas se pueden modificar controlando el tamaño, la forma y el dopado. Las impurezas magnéticas dan lugar, en particular, a propiedades magneto-ópticas tales como el efecto Zeeman intrínseco y la formación de poltrones magnéticos excitónicos que resultan prometedoras en los campos recientes de la electrónica basada en el esín la opto-electrónica. El manganeso es una impureza magnética muy empleada que también puede formar parte de nanohilos magnéticos, interesantes para sistemas de almacenamiento de gran capacidad. Nos centramos en nanohilos hechos de MnAs, que combina memoria de forma (shape mmory) con el magnetismo que resulta de los espines del Mn. Esta tesis investiga las propiedades de los puntos cuánticos dopados y de los nanohilos magnéticos con un modelo tight-binding y con el método projector augmented-wave, basado en la teoría del funcional de la densidad. Hemos implementado la aproximación tight binding en un programa de computador escrito en Fortran que está especialmente diseñado para diagonalizar las matrices hamiltonianas mayormente vacías con elementos dispersos. Con este código se calculan las energías de enlace para las impurezas aceptoras y donoras en las nanopartículas de GaN. Con el método basado en la teoría del funcional de la densidad estudiamos los puntos cuánticos dopados con Mn y también los nanohilos magnéticos hechos de MnAs. Esta tesis muestra que las energías de enlace dependen del tamaño del nanocristal y de la posición de la impureza respecto de la superficie. Además , se estudia la formación de poltrones magnéticos excitónicos en nanopartículas de (Cd,Mn) Te, que deberían ser lo bastante estables para permitir operaciones basada en el espín del electrón. En consecuencia, los puntos cuánticos de tipo II-VI servirán como nano-interruptores magnéticos controlables por medio de la luz. En lo que concierne a los nanohilos de MnAs, se muestra que son metálicos con las estructuras ortorrómbica y hexagonal, y semi-metálicos con al de tipo zinc-blenda.