Adjustment of Terahertz Properties Assigned to the First Lowest Transition of (D+, X) Excitonic Complex in a Single Spherical Quantum Dot Using Temperature and Pressure

Ajuste de las propiedades de terahercios asignadas a la primera transición más baja del complejo excitónico (D+, X) en un solo punto cuántico esférico usando temperatura y presión

dc.contributornoreddine.aghoutane@gmail.com; lperez@uta.cl; tyutyunnyk.a.m@gmail.com; dlarozen@uta.cl; bask@upatras.gr; francis.dujardin@univ-lorraine.fr; a.elfatimy@gmail.com; mohamed.elyadri@um5.ac.ma; e.feddi@um5s.net.ma
dc.contributorFONDECYT [1180905, 3180276]; Centers of excellence with BASAL/ANID financing, CEDENNA [AFB180001]
dc.contributorFeddi, El mustapha https://orcid.org/0000-0001-6641-3623
dc.contributorLaroze, David https://orcid.org/0000-0002-6487-8096
dc.contributorPérez, Laura M https://orcid.org/0000-0002-2915-309X
dc.contributorTiutiunnyk, Anton https://orcid.org/0000-0003-1692-5561
dc.contributorBaskoutas, Sotirios https://orcid.org/0000-0003-2782-3501
dc.contributorDUJARDIN, Francis https://orcid.org/0000-0001-8754-1106
dc.contributorel fatimy, abdelouahad https://orcid.org/0000-0001-6500-7762
dc.contributorEL-YADRI, Mohamed https://orcid.org/0000-0002-9059-5882
dc.contributornoreddine, aghoutane https://orcid.org/0000-0002-8572-7473
dc.creatorAghoutane, Noreddine
dc.creatorPerez, Laura M.
dc.creatorTiutiunnyk, Anton
dc.creatorLaroze, David
dc.creatorBaskoutas, Sotirios
dc.creatorDujardin, Francis
dc.creatorEl Fatimy, Abdelouahad
dc.creatorEl-Yadri, Mohamed
dc.creatorFeddi, El Mustapha
dc.date2023-04-18T01:54:05Z
dc.date2023-04-18T01:54:05Z
dc.date2021
dc.date.accessioned2023-09-27T20:20:51Z
dc.date.available2023-09-27T20:20:51Z
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2701
dc.identifier2076-3417
dc.identifier10.3390/app11135969
dc.identifierTH8RP
dc.identifierWOS:000672351100001
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943741
dc.descriptionThis theoretical study is devoted to the effects of pressure and temperature on the optoelectronic properties assigned to the first lowest transition of the (D+, X) excitonic complex (exciton-ionized donor) inside a single AlAs/GaAs/AlAs spherical quantum dot. Calculations are performed within the effective mass approximation theory using the variational method. Optical absorption and refractive index as function of the degree of confinement, pressure, and temperature are investigated. Numerical calculation shows that the pressure favors the electron-hole and electronionized donor attractions which leads to an enhancement of the binding energy, while an increasing of the temperature tends to reduce it. Our investigations show also that the resonant peaks of the absorption coefficient and the refractive index are located in the terahertz region and they undergo a shift to higher (lower) therahertz frequencies when the pressure (temperature) increases. The opposite effects caused by temperature and pressure have great practical importance because they offer an alternative approach for the adjustment and the control of the optical frequencies resulting from the transition between the fundamental and the first excited state of exciton bound to an ionized dopant. The comparison of the optical properties of exciton, impurity and (D+, X) facilitates the experimental identification of these transitions which are often close. Our investigation shows that the optical responses of (D+, X) are located between the exciton (high energy region) and donor impurity (low energy region) peaks. The whole of these conclusions may lead to the novel light detector or source of terahertz range.
dc.descriptionEste estudio teórico está dedicado a los efectos de la presión y la temperatura en las propiedades optoelectrónicas asignadas a la primera transición más baja del complejo excitónico (D+, X) (donante ionizado por excitón) dentro de un único punto cuántico esférico de AlAs/GaAs/AlAs. Los cálculos se realizan dentro de la teoría de aproximación de masa efectiva usando el método variacional. Se investigan la absorción óptica y el índice de refracción en función del grado de confinamiento, la presión y la temperatura. El cálculo numérico muestra que la presión favorece las atracciones del electrón-hueco y del donante electronizado, lo que conduce a un aumento de la energía de enlace, mientras que un aumento de la temperatura tiende a reducirla. Nuestras investigaciones también muestran que los picos resonantes del coeficiente de absorción y el índice de refracción están ubicados en la región de los terahercios y experimentan un cambio a frecuencias de terahercios más altas (más bajas) cuando aumenta la presión (temperatura). Los efectos opuestos causados por la temperatura y la presión tienen gran importancia práctica porque ofrecen un enfoque alternativo para el ajuste y el control de las frecuencias ópticas resultantes de la transición entre el estado fundamental y el primer excitado del excitón unido a un dopante ionizado. La comparación de las propiedades ópticas del excitón, la impureza y (D+, X) facilita la identificación experimental de estas transiciones que suelen ser cercanas. Nuestra investigación muestra que las respuestas ópticas de (D+, X) se ubican entre los picos del excitón (región de alta energía) y la impureza del donante (región de baja energía). El conjunto de estas conclusiones puede conducir al novedoso detector de luz o fuente de rango de terahercios.
dc.formatapplication/pdf
dc.format12 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherMDPI
dc.relationApplied Sciences-Basel, vol.11 no.13 (2021)
dc.relationhttps://doi.org/10.3390/app11135969
dc.rightsgold
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceApplied Sciences-Basel
dc.subjectTerahertz Properties
dc.subjectQuantum Dots
dc.subject(D+, X) Complex
dc.subjectTemperature
dc.subjectPressure
dc.subjectNonlinear-Optical Properties
dc.subjectIonized Donor Impurity
dc.subjectPhotoionization Cross-Section
dc.subjectGround-State Energy
dc.subjectHydrostatic-Pressure
dc.subjectBinding-Energy
dc.subjectHydrogenic Donor
dc.subjectMagnetic-Fields
dc.subjectAbsorption
dc.subjectLaser
dc.subjectPropiedades de Terahercios
dc.subjectPuntos Cuánticos
dc.subjectComplejo (D+, X)
dc.subjectTemperatura
dc.subjectPresión
dc.subjectPropiedades Ópticas No Lineales
dc.subjectImpureza Donante Ionizada
dc.subjectSección Transversal de Fotoionización
dc.subjectEnergía del Estado Basal
dc.subjectPresión Hidrostática
dc.subjectEnergía de Enlace
dc.subjectDonante Hidrogénico
dc.subjectCampos Magnéticos
dc.subjectAbsorción
dc.subjectLáser.
dc.titleAdjustment of Terahertz Properties Assigned to the First Lowest Transition of (D+, X) Excitonic Complex in a Single Spherical Quantum Dot Using Temperature and Pressure
dc.titleAjuste de las propiedades de terahercios asignadas a la primera transición más baja del complejo excitónico (D+, X) en un solo punto cuántico esférico usando temperatura y presión
dc.typeArtículo de revista


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