A tentative proposal to modularize a programme

La muestra estudiada consiste en una nanocavidad acústica dentro de una cavidad óptica. En la Fig.5.6se muestra un esquema de la estructura. La muestra fue crecida sobre un sustrato GaAs orientado en la dirección (001) por epitaxia de haces moleculares. La nanocavidad está formada por dos superredes de 12 períodos de AlAs/GaAs de 8.2/2.3 nm.

Figura 5.6: Esquema de la estructura del resonador de luz e hipersonido. Una nanocavidad acústica actúa como espaciador del resonador óptico.

Estas dos SRs encierran un espaciador acústico de 4.6 nm de GaAs (λ_s/2), donde λs es

la longitud de onda del modo de cavidad. La selección de espesores (3λs/4, λs/4) para

los espejos maximiza el primer minigap en el centro de la zona de Brillouin. La energía nominal del modo confinado es de 18 cm−1. El panel superior de la Fig. 5.7 muestra la reflectividad de la cavidad acústica. Se pueden observar seis bandas de alta reflectividad que corresponden a los minigaps acústicos en la relación de dispersión. ZE[n] (ZC[n]) indica el n-ésimo minigap en el centro (borde) de la minizona de Brillouin. En ZC[1] y ZC[3] existe un modo confinado centrado en la región de alta reflectividad, en el resto de los minigaps los modos confinados no se encuentran centrados. El segundo minigap del centro de la zona de Brillouin (ZC[2], a 35 cm−1) está cerrado, y por lo tanto no se observa ninguna región de alta reflectividad ni modo confinado.

El panel inferior de la Fig.5.8muestra la distribución del campo fonónico para la energía del modo confinado (curva negra). En el panel superior se incluye el perfil de densidades para facilitar la identificación de los materiales utilizados. Las líneas de puntos verticales delimitan el espaciador de la cavidad acústica. El desplazamiento se encuentra confinado y amplificado dentro de la cavidad, y presenta un decaimiento exponencial en los espejos. La nanocavidad acústica constituye un espaciador óptico de espesor λ_l, donde λ_l es la longitud de onda del modo óptico confinado en la microcavidad. Los reflectores distribuidos de Bragg están formados por bicapas de Al_0.8Ga_0.2As/AlAs de 62.8/72.8 nm. El espejo superior (inferior) está formado por 10 (14) períodos. El número asimétrico de períodos en los espejos ópticos se eligió para compensar la diferencia de reflectividad en las interfaces aire/muestra y muestra/sustrato. La muestra fue crecida con un gradiente de espesores, para poder sintonizar el modo de cavidad con el láser incidente y con los fotones dispersados cambiando la posición sobre la muestra. La resonancia óptica puede también sintonizarse cambiando la energía del láser incidente y el ángulo de incidencia [110,147].

Debido a los efectos de confinamiento, las transiciones electrónicas en las capas de GaAs que forman los espejos acústicos se encuentran a energías más altas que las correspondientes al espaciador de la nanocavidad. En el panel inferior de la Fig. 5.8, se esquematiza con línea roja el perfil de las energías de transición en la estructura. ECav y EBR indican

Figura 5.7: Panel a: reflectividad acústica calculada de la nanocavidad fonónica. Panel b: espectros Raman en función de la posición sobre la muestra tomados a temperatura ambiente, con un ángulo de incidencia de aproximadamente 15o y una longitud de onda de 815 nm. Las líneas continuas indican las posiciones de los minigaps acústicos, la línea punteada es una guía para localizar la posición del modo óptico de cavidad. CM, ZC[2] y ZC[3] indican el modo acústico de cavidad en el primer minigap en el centro de zona, y fonones replegados correspondientes al segundo y tercer minigap en el centro de la zona de Brillouin, respectivamente.

las energías de las transiciones electrónicas en el espaciador de la cavidad y en los pozos cuánticos que forman los espejos fonónicos, respectivamente. Los experimentos resueltos en tiempo descriptos en este capítulo se realizaron con la energía del láser ubicada entre estas dos energías. La transición electrónica del espaciador acústico se encuentra a 732 nm, y fue determinada por experimentos de fotoluminiscencia realizados a 80 K. Este valor fue confirmado calculando la transiciones electrónicas usando la aproximación de funciones envolventes. Se estima la transición de las capas de GaAs en los espejos acústicos en aproximadamente 650 nm, usando el mismo modelo.

Cambiando la posición sobre la muestra, es posible cambiar la diferencia relativa de energía entre el modo de cavidad, y la transición electrónica en el espaciador acústico. El modo óptico de cavidad es mucho más sensible a la posición sobre la muestra que los niveles electrónicos, que están determinados principalmente por las propiedades del GaAs masivo. Además, la variación absoluta de la energía del modo acústico de cavidad es mucho menor que la variación del modo de la microcavidad óptica, dado que las energías involucradas son mucho menores (la variación a lo largo de la muestra es menor de 1.5 cm−1 para el

Figura 5.8: Panel inferior: |u(z)|2 _{en función de la posición en la estructura. Con} línea roja se muestra un esquema del perfil de energías de transición en la estructura. ECav y EBRindican esquemáticamente las energías de transición en el espaciador de la cavidad y en los pozos cuánticos que forman los espejos fonónicos, respectivamente. Panel superior: perfil de densidades de los materiales utilizados. Las líneas verticales indican la posición del espaciador.

modo de 30.0 cm−1). Todos estos conceptos de ingeniería de los estados ópticos, acústicos y electrónicos son válidos también para el contexto de la generación coherente de fonones acústicos.