Estudiaremos la respuesta electrónica de carga y espín de diversos_x000D_ nanosistemas inducida por campos electromagnéticos externos._x000D_ Consideraremos por una parte pozos cuánticos formados en determinadas_x000D_ heteroestructuras semiconductoras en los que la interacción_x000D_ espín-órbita alcanza una magnitud lo suficientemente grande_x000D_ como para inducir efectos magneto-eléctricos _x000D_ cuando son perturbados por campos externos, tales como el efecto Hall _x000D_ de espín o la polarización de espín _x000D_ inducida por campos eléctricos, fenómenos de enorme interés_x000D_ en Espintrónica. En este contexto, calcularemos_x000D_ diversas funciones respuestas como la conductividad óptica de carga,_x000D_ la conductividad Hall de espín o la susceptibilidad de espín,_x000D_ tomando en cuenta un acoplamiento espín-órbita de carácter_x000D_ anisotrópico y poniendo énfasis en el régimen de frecuencia finita._x000D_ Se analizará la posibilidad de controlar la dirección y magnitud_x000D_ de la magnetización o de las corrientes de carga y espín,_x000D_ estudiando la dependencia con la temperatura, el efecto de esfuerzos _x000D_ (strain) y campos magnéticos, o el causado por campos_x000D_ eléctricos inhomogéneos._x000D_ Investigaremos la relación de dispersión de los modos colectivos_x000D_ de un gas electrónico cuasi-bidimensional con una interacción_x000D_ espín-órbita anisotrópica a causa de la presencia conjunta_x000D_ de no-centrosimetría de la heteroestructura subyacente_x000D_ y de asimetría de inversión espacial del potencial de confinamiento_x000D_ del gas._x000D_ Adicionalmente a estos sistemas `espintrónicos', estudiaremos la_x000D_ respuesta óptica no lineal de nanopartículas metálicas _x000D_ y cilindros metálicos de radio nanométrico, en particular_x000D_ la generación óptica de segundo armónico; investigaremos las_x000D_ propiedades ópticas de sistemas nanoestructurados, tales como_x000D_ nanopartículas metálicas soportadas en estructuras de zeolitas _x000D_ entre otros, a través del_x000D_ cálculo de la respuesta dieléctrica efectiva empleando una teoría_x000D_ que ha sido aplicada recientemente para obtener la respuesta macroscópica_x000D_ de metamateriales nanoestructurados.

La aplicación de un campo eléctrico a un semiconductor en presencia_x000D_ de interacción espín-órbita, presente en la estructura de bandas_x000D_ o debida a impurezas, fronteras o potenciales de confinamiento, da lugar_x000D_ a la generación de corrientes de espín polarizado así como a una_x000D_ densidad de espín estacionaria en el bulto del semiconductor._x000D_ Estos fenómenos que involucran orientación eléctrica de espines_x000D_ han sido observados experimentalmente y aun se discute la física_x000D_ fundamental detrás de ellos. _x000D_ Así, la posible manipulación eléctrica del espín, objetivo_x000D_ central en Espintrónica, ha impulsado_x000D_ un intenso estudio de los mecanismos físicos que gobiernan el transporte_x000D_ de espín en un sólido, sobre todo en nanoestructuras semiconductoras_x000D_ donde distintas contribuciones espín-órbita pueden manifestarse_x000D_ hasta volverse observables. En este contexto, destacan los sistemas_x000D_ cuasi-bidimensionales como los gases de electrones o huecos en pozos_x000D_ cuánticos en heteroestructuras semiconductoras. En ellos, la IEO_x000D_ contiene dos contribuciones intrínsecas dominantes, denominados_x000D_ acoplamiento Rashba y acoplamiento Dresselhaus, cuyo origen se debe_x000D_ a la falta de simetría de inversión espacial del potencial que confina_x000D_ el gas y a la no-centrosimetría del semiconductor subyacente,_x000D_ respectivamente. Dos importantes efectos son estudiados continuamente_x000D_ hoy en día en estos gases bidimensionales. Uno es el_x000D_ denominado efecto Hall de espín (EHS),_x000D_ en donde un campo eléctrico induce una corriente transversal de epín_x000D_ en la que la componente que se mueve a la derecha lleva el espín_x000D_ polarizado en dirección opuesta al espín de la componente que se mueve_x000D_ a la izquierda. El otro efecto es el de generación de polarización de_x000D_ espín inducida por corrientes eléctricas, algo así como_x000D_ magnetizar aplicando no campos magnéticos sino eléctricos. Como el acoplamiento_x000D_ Rashba tiene el notable aspecto de que su magnitud puede ser modificada_x000D_ por voltajes de compuerta, estos dos fenómenos representan una opción_x000D_ para generar y transportar poblaciones de espines. Por lo general los_x000D_ estudios se han concentrado en estos fenómenos como respuesta_x000D_ a campos estáticos, poniendo énfasis en el efecto de impurezas._x000D_ Hemos hecho cálculos de conductividad óptica de carga y (Hall) de espín,_x000D_ y de susceptibilidad de espín en el régimen de frecuencia finita, con la_x000D_ presencia conjunta de ambos acoplamientos, y hemos encontrado que los_x000D_ espectros dependen fuertemente de la frecuencia y de los valores de_x000D_ los parámetros de acoplamiento. Esto revela un elemento de control_x000D_ de respuesta importante y pone en evidencia además la competencia_x000D_ entre los distintos acoplamientos. En esta línea, investigaremos_x000D_ el efecto de factores adicionales importantes como la presencia conjunta_x000D_ del acoplamiento Rashba y el acoplamiento Dresselhaus, tomando en cuenta_x000D_ las principales direcciones cristalográficas de crecimiento de la_x000D_ heteroestructura (a las que corresponden hamiltonianos diferentes) junto con_x000D_ efectos debidos a esfuerzos sobre el pozo cuántico y a campos magnéticos_x000D_ estáticos (paralelos al plano del gas)_x000D_ que cambian notablemente la estructura de bandas y los estados_x000D_ de espín; estudiaremos la dependencia de la temperatura de diversas funciones de respuesta_x000D_ dinámica, como las mencionadas arriba, cuando la IEO es anisotrópica._x000D_ Exploraremos también la respuesta del gas con IEO cuando se incluye_x000D_ una modulación en la temperatura o en la frecuencia del campo de_x000D_ excitación, lo que modularía a su vez las transiciones ópticas entre_x000D_ subbandas de espín._x000D_ Esperamos que estos estudios amplíen el conocimiento de la forma en que_x000D_ densidades y corrientes de espín podrían manipularse en tal clase de_x000D_ sistemas._x000D_ _x000D_ \vspace{.4cm}_x000D_ _x000D_ La interacción electrón-electrón en un gas de electrones da lugar_x000D_ a modos colectivos ({\it plasmones}) y efectos de apantallamiento_x000D_ electromagnético diversos. Si en un gas 2D la IEO modifica la estructura de_x000D_ bandas causando un desdoblamiento de los estados electrónicos seg\'un el_x000D_ espín, resulta natural preguntar acerca del efecto que tal desdoblamiento_x000D_ tiene sobre la relación de dispersión de los plasmones. Este problema_x000D_ sigue abierto aun y parece no estar claro cuál es la función_x000D_ dieléctrica correcta cuando está presente la IEO y por tanto_x000D_ cuántas ramas existen en tal relación de dispersión, o cómo_x000D_ influye el contínuo inter-subbanda de excitaciones de pares_x000D_ electrón-hueco. En este proyecto continuaremos el estudio del espectro_x000D_ de plasmones de un gas 2D con IEO tomando en cuenta el carácter_x000D_ anisotrópico del desdoblamiento de subbandas causado por la presencia_x000D_ conjunta de los acoplamientos tipo Rashba y tipo Dresselhaus para cada una_x000D_ de las principales direcciones de crecimento de la muestra._x000D_ Esto introducirá un cambio importante en la curva de dispersión_x000D_ de los plasmones y en las regiones de amortiguamiento,_x000D_ pues ahora todo dependerá ya no sólo de la magnitud del_x000D_ momento sino también de la dirección de propagación._x000D_ Si además se modula el acoplamiento Rashba respecto al de Dresselhaus,_x000D_ sería posible obtener plasmones cuya_x000D_ propagación y atenuación podría ser convenientemente manipulada._x000D_ Tal control permitiría especular con posibles aplicaciones._x000D_ _x000D_ _x000D_ \vspace{.4cm}_x000D_ _x000D_ Las propiedades de las superficies de nanopartículas (NP's)_x000D_ son fundamentales en muchas aplicaciones. Por ello es_x000D_ importante tener formas de estudiarlas. A este respecto_x000D_ las técnicas ópticas no lineales resultan idóneas_x000D_ dada su inherente sensibilidad a superficies e interfaces._x000D_ Efectos ópticos no lineales aparecen también en_x000D_ la respuesta óptica de nanoestructuras donde pueden_x000D_ tenerse regiones de alta intensidad de campos en espacios_x000D_ suficientemente confinados._x000D_ Entender, por tanto, las propiedades ópticas no lineales_x000D_ de estos sistemas inhomogéneos, es un problema presente_x000D_ y relevante._x000D_ La generación óptica de segundo armónico (GSA) es uno_x000D_ de los procesos ópticos no lineales de segundo orden más_x000D_ utilizados para investigar superficies e interfaces._x000D_ En el contexto de las NP's, la investigación teórica sobre la GSA_x000D_ se ha centrado sobre todo en la geometría esférica. _x000D_ Se ha identificado el origen de las fuentes no lineales y se han _x000D_ obtenido expresiones para la amplitud y polarizacion de los campos _x000D_ armónicos radiados y los patrones angulares de_x000D_ radiación en términos de susceptibilidades eléctricas de superficie_x000D_ y volumen, así como reglas de selección._x000D_ Existen realmente muy pocos estudios de carácter espectroscópico,_x000D_ en el que se analice la dependencia de la frecuencia._x000D_ _x000D_ Recientemente se ha desarrollado la teoría fenomenológica_x000D_ de GSA en partículas no esféricas sino cilíndricas._x000D_ En este proyecto nos concentraremos en los espectros de GSA_x000D_ de cilindros metálicos infinitos de radio nanométrico poniendo _x000D_ énfasis en la dependencia en la frecuencia. Usualmente para_x000D_ las componentes del tensor de susceptibilidad no lineal de _x000D_ superficie como función de la frecuencia_x000D_ se emplean expresiones, que hemos derivado en_x000D_ trabajos previos, que involucran sólo la función dieléctrica_x000D_ de bulto, de modo que no existen contribuciones intrínsecas, propiamente_x000D_ de superficie a dichas componentes. En nuestra investigación,_x000D_ incluiremos éstas tal y como se obtienen de un cálculo_x000D_ microscópico como el realizado para superficies planas._x000D_ Los espectros de GSA revelarán si la estructura en frecuencia_x000D_ característica de la contribución intrínseca de superficie_x000D_ sobrevive a las resonancias de Mie. En particular,_x000D_ nuestro cálculo revelará si el elusivo plasmón de superficie_x000D_ multipolar sobrevive como resonancia discernible. De ser así,_x000D_ creemos que nuestro estudio podría motivar la investigación_x000D_ de GSA como función de la frecuencia fundamental de excitación._x000D_ _x000D_ _x000D_ El trabajo experimental que estudia las estructuras zeoliticas solas y _x000D_ saturadas de metales es extenso. Sin embargo aún no es completamente_x000D_ entendido como se puede relacionar directamente lo observado con las _x000D_ caracteristicas especificas de la muestra. Una duda que quisieramos atender_x000D_ es saber como se refleja el tamaño de las nanopartículas incrustadas_x000D_ en la zeolita con sus propiedades ópticas. En este proyecto intentaremos_x000D_ dilucidar si