Confinamento de carga ajustável por campo elétrico em superlattice de arranjos de nanofios de III–V

Apresentamos uma estrutura teórica para o controle por campo elétrico do confinamento de carga e do tunelamento entre nanofios em superlattices de GaAs/AlGaAs. Utilizando um modelo de massa efetiva de dois elétrons que incorpora a interação de Coulomb com tela e geometrias de confinamento experimentalmente realistas, investigamos como campos elétricos transversais e parâmetros de design estrutural permitem a redistribuição ajustável de portadores de carga através de fios quânticos empilhados verticalmente. Nossos resultados revelam uma transição de estados semelhantes a minibands delocalizados para camadas de carga fortemente localizadas, impulsionada pela interação entre confinamento quântico, acoplamento entre fios e gradientes de potencial eletrostático sob tela dielétrica. Além disso, delineamos uma implementação viável baseada na auto-organização de arranjos de nanofios de GaAs crescidos em substratos de alto índice via epitaxia por feixe molecular, proporcionando uma rota livre de litografia para arquiteturas de fios acoplados escaláveis. O confinamento ajustável demonstrado abre novas possibilidades para plataformas optoeletrônicas programáveis, permitindo transporte seletivo de carga, sensoriamento e arquiteturas nanofotônicas reconfiguráveis, além de destacar novos caminhos para a integração de nanoestruturas de III-V em tecnologias de dispositivos quânticos e optoeletrônicos.