Color centers envisioned as confined quantum systems: the case of F, F' and F+2 centers



Título del documento: Color centers envisioned as confined quantum systems: the case of F, F' and F+2 centers
Revista: Revista mexicana de física E
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000335284
ISSN: 1870-3542
Autors: 1
1
2
2
Institucions: 1Universidad de Sonora, Departamento de Investigación en Física, Hermosillo, Sonora. México
2Universidad de Sonora, Departamento de Física, Hermosillo, Sonora. México
Any:
Període: Jun
Volum: 54
Número: 1
Paginació: 25-31
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, teórico
Resumen en español Se presenta un estudio con un formalismo variacional dentro del modelo semicontinuo de centros de color en halogenuros alcalinos ası como defectos puntuales con dimensiones nanometricas, los cuales fueron considerados como sistemas confinados. Este enfoque fue aplicado para los bien conocidos centros F, F’ y F+ 2 , los cuales fueron asumidos como una cavidad de forma especıfica que puede atrapar uno o dos electrones. Dentro de la cavidad el electr´on “siente” un potencial constante V0 relacionado a la energıa de Madelung, mientras que en la region exterior el potencial es de tipo Coulombiano debido al medio continuo polarizable. Las funciones correspondientes a los centros F, F’ y F+ 2 fueron construidas tomando en cuenta que estos sistemas fueron considerados como sistemas tipo hidrogenoide, helioide y ion molecular H+ 2 , respectivamente. Ası, para estos sistemas se calcul´o la energıa de transicion ¢E del estado base al primer estado excitado en cristales KCl y se comparo con los valores experimentales, ası como los calculados en otros trabajos. Se presenta tambien el comportamiento de ¢E para diferentes valores de V0. Es importante mencionar que el formalismo presentado en este trabajo puede ser util para estudiantes de licenciatura o posgrado que deseen incursionar en el estudio de algunas propiedades de sistemas cuanticos confinados o algunas nanoestructuras sencillas
Resumen en inglés Color centers in alkali halides, as well as point defects with dimensions of a few nanometers, have been considered to be confined systems and were studied with a variational formalism within a semi-continuum model. This new approach was applied to the well-known F, F’ and F+ 2 centers, which are assumed to be cavities of a determined shape that can trap one or two electrons. Inside of the cavity, the electron is subject to a constant potential (V0) related to the Madelung energy and outside of it, the potential is Coulomb type due to a continuum polarizable medium. Because the F, F’ and F+ 2 confined systems were considered to be hydrogen-like, helium-like and H+ 2 -like molecular ion systems, respectively, the ansatz functions were constructed from wave functions corresponding to these kinds of systems. For these systems, the energy transition (¢E) from the ground state to the first excited state in KCl crystals was calculated and compared with experimental and calculated values obtained from the literature. The ¢E behavior is shown for different values of V0. It is worth mentioning that the formalism presented in this work would be useful for both graduate and undergraduate students embarking on the study of some properties of confined quantum systems, or some simple nanostructures as well
Disciplines Física y astronomía
Paraules clau: Física,
Centros de color,
Modelo semicontinuo,
Método variacional,
Sistemas confinados
Keyword: Physics and astronomy,
Physics,
Color centers,
Semi-continuum model,
Variational methods,
Confined systems
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