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Semi-classical model of a pair of coupled quantum dots
JULIO CESAR GARCIA MELGAREJO
JOSE JAVIER SANCHEZ MONDRAGON
PONCIANO RODRIGUEZ MONTERO
Acceso Abierto
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Quantum dots
Population inversion
Fluoresience
Quantum dots are semiconductor structures whose size is in the order of 10 nm. These structures can confine inside themselves electrons. The study of these structures are interesting because of their application range is quite wide. They are used in the manufacture of lasers with a small bandwidth. In medicine they are used to obtain highly-contrasted medical images. Also, they can be applied in the manufacture of efficient solar cells. Among quantum dots there is an interaction, called Foerster interaction; it consists on the exciton transfer from a quantum dot to another in a non-radiative transfer mechanism. This thesis work consists of two sections, the first is devoted to developing a semi- classical model of the interaction between a single quantum dot and a classical electric field. Analytic expressions for the single QD-population inversion and complex amplitude electric dipole is given. Later this analysis is generalized into a semiclassical study of a pair of coupled quantum dots through their Foerster interaction; each quantum dot is within its own cavity interacting with its own classical electric field. We give analytic expressions for their inversions and for their respective complex electric dipole. Finally, we emphasize the weak coupling regime and in addition, we point out the characteristics of that system in comparison to the single quantum dot. The observation of those characteristics is a proof of the coupling and its analysis allows obtaining information on the strength of the coupling.
Los puntos cuánticos son estructuras semiconductoras cuyo tamaño es del orden de 10 nm. Estas estructuras tienen la propiedad de confinar en su interior electrones. El estudio de estas estructuras es interesante, ya que su campo de aplicación es muy amplio. Son utilizados en la fabricación de láseres con un ancho de banda muy pequeño. En la medicina son utilizados para obtener imágenes médicas de alto contraste. También pueden ser aplicados en la construcción de celdas solares eficientes. Entre los puntos cuánticos se presenta una interacción, denominada interacción de Foerster, la cual consiste en la transferencia de un excitón de un punto cuántico al otro. Este es un mecanismo de transferencia de energía no radiativo. Este trabajo de tesis consta de dos secciones, una dedicada a desarrollar el modelo semiclásico de la interacción de un punto cuántico con un campo eléctrico clásico. Se proporciona la expresión analítica para la inversión del punto cuántico; de la misma forma se proporcionan expresiones analíticas para las oscilaciones de la amplitud compleja del dipolo eléctrico. Posteriormente este análisis es generalizado al estudio de un par de puntos cuánticos acoplados mediante una interacción de Foerster; cada punto cuántico está en su propia cavidad interactuando con su propio campo eléctrico clásico. Proporcionamos expresiones analíticas para la inversión y para las oscilaciones complejas del dipolo eléctrico. Finalmente se pone énfasis en el régimen de acoplamiento débil comparado con la Frecuencia de Rabi y se señalan las características que el sistema acoplado presenta respecto al sistema de un punto cuántico. La observación de estas características es una prueba del acoplamiento y su análisis permite obtener información acerca de su fuerza.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2011-08
Tesis de maestría
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Garcia-Melgarejo J.C.
ÓPTICA
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Aparece en las colecciones: Maestría en Óptica

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