Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082 |
Resumo: | This thesis contains a compilation of the work developed and is divided into three main parts. The first part describes the homogeneous and inhomogeneous decoherence mechanisms of excitons in GaAs/AlGaAs quantum wells. It was demonstrated that, for low temperatures, the main decoherence mechanisms are associated to the acoustic phonon scattering and short-range interactions. Fur- thermore, the results of magneto-photoluminescence with the luminescence re- solved with circular polarization, a modulation for one of the spin components of the exciton was presented as a result of a competition between short-range in- teractions and spin-flip scattering. In the second part of this thesis, the influence of substrate orientation on spin relaxation mechanism is detailed. Firtsly, it was shown that the oscillations in the integrated intensity of the luminescence in the high magnetic field regime are due to the relaxation process through the Landau levels of the electron and hole subbands, whereby the substrate orientation has no influence on these oscillations. Furthermore, it has been shown in the present study that spin inversion occurs only for the orientation of the GaAs (311)A sur- face, which is observed both with temperature and power dependence. Finally, a theoretical framework was created in order to explain the spin inversion, with- out the need of a conjecture as previously proposed. In the third and final part, the results of the magnetic control of carrier transfer are presented for the hybrid samples composed of InAs/GaAs quantum dot - InGaAs/GaAs quantum well separeted by different GaAs spacer layer. For the thicker spacer, the photolumi- nescence emission has the same behavior as the reference ones. In comparison, for the thinner hybrid sample, an increase in the integrated QW intensity was ob- served with an increasing in magnetic field, which was attributed to a change in the coupling between QD and QW as well as a change in the carrier dynamics. |
id |
SCAR_08bbcb7db0056290bdf0d88b315f7b79 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18082 |
network_acronym_str |
SCAR |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
repository_id_str |
4322 |
spelling |
Laurindo, Vanderli JuniorTeodoro, Marcio Daldinhttp://lattes.cnpq.br/5602634309535528http://lattes.cnpq.br/8894099902040228https://orcid.org/0000-0001-5882-7690https://orcid.org/0000-0002-3557-5555084c74d8-a957-4e34-bcc3-3bfd2a5e52212023-05-29T16:16:58Z2023-05-29T16:16:58Z2023-03-01LAURINDO, Vanderli Junior. Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D. 2023. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082This thesis contains a compilation of the work developed and is divided into three main parts. The first part describes the homogeneous and inhomogeneous decoherence mechanisms of excitons in GaAs/AlGaAs quantum wells. It was demonstrated that, for low temperatures, the main decoherence mechanisms are associated to the acoustic phonon scattering and short-range interactions. Fur- thermore, the results of magneto-photoluminescence with the luminescence re- solved with circular polarization, a modulation for one of the spin components of the exciton was presented as a result of a competition between short-range in- teractions and spin-flip scattering. In the second part of this thesis, the influence of substrate orientation on spin relaxation mechanism is detailed. Firtsly, it was shown that the oscillations in the integrated intensity of the luminescence in the high magnetic field regime are due to the relaxation process through the Landau levels of the electron and hole subbands, whereby the substrate orientation has no influence on these oscillations. Furthermore, it has been shown in the present study that spin inversion occurs only for the orientation of the GaAs (311)A sur- face, which is observed both with temperature and power dependence. Finally, a theoretical framework was created in order to explain the spin inversion, with- out the need of a conjecture as previously proposed. In the third and final part, the results of the magnetic control of carrier transfer are presented for the hybrid samples composed of InAs/GaAs quantum dot - InGaAs/GaAs quantum well separeted by different GaAs spacer layer. For the thicker spacer, the photolumi- nescence emission has the same behavior as the reference ones. In comparison, for the thinner hybrid sample, an increase in the integrated QW intensity was ob- served with an increasing in magnetic field, which was attributed to a change in the coupling between QD and QW as well as a change in the carrier dynamics.Essa tese contém um compilado dos trabalhos desenvolvidos, sendo dividida em três partes. Na primeira parte foram descritos os mecanismos de decoerência homogênea e não homogênea de éxcitons em poços quânticos de GaAs/AlGaAs. Foi demonstrado que, para baixas temperaturas, os principais mecanismos de decoerência são os espalhamentos por fônons acústicos e a interação de curto al- cance. Além disso, através da técnica de magneto fotoluminescência resolvida em polarização circular foi apresentada uma modulação para uma das componentes de spin do éxciton em decorrência de uma competição entre as interações de curto alcance e o espalhamento via spin-flip. Na segunda parte desta tese, foi detalhada a influência da orientação cristalina na relaxação de spin. Em um primeiro mo- mento, foi demonstrado que as oscilações observadas na intensidade integrada da fotoluminescência em alto campo magnético são decorrentes do processo de relaxação através dos níveis de Landau das sub-bandas dos elétrons e buracos, na qual a orientação cristalina não tem influência sobre as características das oscila- ções. Ademais, foi demonstrado no presente estudo que a inversão de spin ocorre apenas para a orientação cristalina da superfície GaAs (311)A, à qual é observada tanto com a dependência da temperatura como para a dependência com a po- tência de excitação. Por fim, foi criado um modelo para explicar a inversão de spin, sem a necessidade de uma conjectura como até aqui proposto. Na terceira e última parte estão apresentados os resultados do controle magnético da trans- ferência de portadores para amostras híbridas compostas por ponto quântico de InAs/GaAs - poço quântico de InGaAs/GaAs separadas por diferente espessu- ras de uma camada de GaAs. Para a amostra híbrida mais espessa a emissão da enquanto que para a amostra híbrida mais fina foi observado um aumento da in- tensidade integrada do QW com o aumento da magnitude do campo magnético, ao qual foi atribuída uma mudança no acoplamento entre o QD e QW, bem como uma mudança na dinâmica dos portadores. fotoluminescência tem o mesmo comportamento que as amostras de referência,Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)164765/2018-2porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPoço quânticoPonto quânticoFotoluminescênciaÉxcitonQuantum WellQuantum dotPhotoluminescenceExcitonSpinCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2DSpin relaxation in 0 and 2D semiconductors nanostructuresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006004ee30d70-e6cf-40ab-bb84-b9a783a8105dreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALThesis_Vanderli_final.pdfThesis_Vanderli_final.pdfThesisapplication/pdf5831926https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/1/Thesis_Vanderli_final.pdff6ff7bf6e73ec3a27e4fd00140035faeMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81036https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/2/license_rdf36c17387d15ae3a457ba8815a26942c5MD52TEXTThesis_Vanderli_final.pdf.txtThesis_Vanderli_final.pdf.txtExtracted texttext/plain207331https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/3/Thesis_Vanderli_final.pdf.txt376dbec61b4504f41585d73a885dc12dMD53THUMBNAILThesis_Vanderli_final.pdf.jpgThesis_Vanderli_final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7253https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/4/Thesis_Vanderli_final.pdf.jpg2d87c023455cb946b371cb10de86045bMD54ufscar/180822023-09-18 18:32:39.303oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18082Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:39Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Spin relaxation in 0 and 2D semiconductors nanostructures |
title |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
spellingShingle |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D Laurindo, Vanderli Junior Poço quântico Ponto quântico Fotoluminescência Éxciton Quantum Well Quantum dot Photoluminescence Exciton Spin CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART. |
title_short |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
title_full |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
title_fullStr |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
title_full_unstemmed |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
title_sort |
Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D |
author |
Laurindo, Vanderli Junior |
author_facet |
Laurindo, Vanderli Junior |
author_role |
author |
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8894099902040228 |
dc.contributor.authororcid.por.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0001-5882-7690 |
dc.contributor.advisor1orcid.por.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-3557-5555 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Laurindo, Vanderli Junior |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Teodoro, Marcio Daldin |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5602634309535528 |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
084c74d8-a957-4e34-bcc3-3bfd2a5e5221 |
contributor_str_mv |
Teodoro, Marcio Daldin |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Poço quântico Ponto quântico Fotoluminescência Éxciton |
topic |
Poço quântico Ponto quântico Fotoluminescência Éxciton Quantum Well Quantum dot Photoluminescence Exciton Spin CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART. |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Quantum Well Quantum dot Photoluminescence Exciton Spin |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENS;OUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART. |
description |
This thesis contains a compilation of the work developed and is divided into three main parts. The first part describes the homogeneous and inhomogeneous decoherence mechanisms of excitons in GaAs/AlGaAs quantum wells. It was demonstrated that, for low temperatures, the main decoherence mechanisms are associated to the acoustic phonon scattering and short-range interactions. Fur- thermore, the results of magneto-photoluminescence with the luminescence re- solved with circular polarization, a modulation for one of the spin components of the exciton was presented as a result of a competition between short-range in- teractions and spin-flip scattering. In the second part of this thesis, the influence of substrate orientation on spin relaxation mechanism is detailed. Firtsly, it was shown that the oscillations in the integrated intensity of the luminescence in the high magnetic field regime are due to the relaxation process through the Landau levels of the electron and hole subbands, whereby the substrate orientation has no influence on these oscillations. Furthermore, it has been shown in the present study that spin inversion occurs only for the orientation of the GaAs (311)A sur- face, which is observed both with temperature and power dependence. Finally, a theoretical framework was created in order to explain the spin inversion, with- out the need of a conjecture as previously proposed. In the third and final part, the results of the magnetic control of carrier transfer are presented for the hybrid samples composed of InAs/GaAs quantum dot - InGaAs/GaAs quantum well separeted by different GaAs spacer layer. For the thicker spacer, the photolumi- nescence emission has the same behavior as the reference ones. In comparison, for the thinner hybrid sample, an increase in the integrated QW intensity was ob- served with an increasing in magnetic field, which was attributed to a change in the coupling between QD and QW as well as a change in the carrier dynamics. |
publishDate |
2023 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-05-29T16:16:58Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-05-29T16:16:58Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2023-03-01 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
LAURINDO, Vanderli Junior. Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D. 2023. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082 |
identifier_str_mv |
LAURINDO, Vanderli Junior. Relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras 0 e 2D. 2023. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082. |
url |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18082 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
600 600 |
dc.relation.authority.fl_str_mv |
4ee30d70-e6cf-40ab-bb84-b9a783a8105d |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
instacron_str |
UFSCAR |
institution |
UFSCAR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/1/Thesis_Vanderli_final.pdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/2/license_rdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/3/Thesis_Vanderli_final.pdf.txt https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18082/4/Thesis_Vanderli_final.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
f6ff7bf6e73ec3a27e4fd00140035fae 36c17387d15ae3a457ba8815a26942c5 376dbec61b4504f41585d73a885dc12d 2d87c023455cb946b371cb10de86045b |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1802136423165329408 |