Examinando por Materia "Nonlinear optical properties"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Simulación de los efectos de ambientes dieléctricos sobre las propiedades ópticas de puntos cuánticos semiconductores multicapa
    (Universidad EIA, 2025) Prada Urrea, Angie Liseth; Restrepo Arango, Ricardo León
    RESUMEN: Dadas las propiedades optoelectrónicas de las nanoestructuras semiconductoras, las convierte en candidatas prometedoras para el desarrollo de plataformas óptimas para dispositivos de biosensores ópticos. La biofuncionalización de este semiconductor se puede lograr utilizando biomateriales ampliamente explorados en las ciencias de la vida para diagnósticos. En este estudio, investigamos el impacto sinérgico de una capa de biomaterial funcional y un potencial de confinamiento en las propiedades electrónicas y ópticas de los puntos cuánticos núcleo/capa/biocapa. Los cálculos se realizaron dentro del marco de las aproximaciones de masa efectiva y banda parabólica, resolviendo la ecuación de Schrödinger para un electrón confinado utilizando el método de elementos finitos (FEM). Además, se aplicaron campos eléctricos y magnéticos externos con el objetivo de estudiar su influencia sobre la respuesta óptica de los puntos cuánticos, lo cual permite explorar mecanismos adicionales de control de sus propiedades espectrales. Nuestros hallazgos revelan que las alteraciones en los tamaños del núcleo, la capa, la capa del biomaterial, los campos electromagnéticos y los parámetros del potencial de confinamiento resultan en variaciones significativas en las energías de los puntos cuánticos de electrones y el espectro de absorción óptica. Concluimos que los parámetros del potencial de confinamiento permiten ajustar tanto las energías del estado fundamental como las excitadas, modulando así las amplitudes y posiciones de los picos en las propiedades ópticas obtenidas. Este control matizado sobre las propiedades del punto cuántico, sumado a la aplicación de campos externos, promete adaptar el rendimiento del dispositivo en aplicaciones de biosensores ópticos. Al mejorar la sensibilidad y especificidad en la detección de biomoléculas, tales dispositivos podrían revolucionar los diagnósticos biomédicos, ofreciendo una detección rápida y precisa de enfermedades o biomarcadores.