Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
Texto Completo: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3950
Resumo: Quantum rings are two-dimensional mesoscopic devices which have been increasingly investigated due to their relations with important physical phenomena such as Aharonov- Bohm effect, conductance oscillations and persistent currents. Moreover, recent works have been demonstrated interest for the characterization of their physical properties such as optical and conductivity properties as well as for the development of applications in spintronics field. In this work, it is considered a sample containing 1400 non-interacting electrons confined in a semiconductor quantum ring with conical geometry made of gal- lium arsenide (GaAs) and subjected to an Aharonov-Bohm flux passing perpendicularly through the ring center and to an uniforme magnetic field reaching the entirely ring sur- face parallel to the flux direction. The effects in the physical properties resulted from the inclusion of an anisotropic effective mass are investigated. From the numerical analyses, the results indicate that anisotropy affects significantly both shapes and levels of the sub- bands and, consequently, the total Fermi energy of the electron gas. Furthermore, it was observed that both magnetization and persistent current amplitudes in the weak magnetic field regime as well as the orbital gap value vary depending on the relation between the different effective masses, providing a possibility of refinement on these properties.
id UFMA_b9fdba371771d960891c587418ad0591
oai_identifier_str oai:tede2:tede/3950
network_acronym_str UFMA
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
repository_id_str 2131
spelling SILVA, Edilberto Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/3258989322547560SILVA, Edilberto Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/3258989322547560PIRES, Diego Paivahttp://lattes.cnpq.br/5133861287064190BELICH JUNIOR, Humbertohttp://lattes.cnpq.br/3879935393431243BERNARDO, Bertúlio de Limahttp://lattes.cnpq.br/0160318195238506http://lattes.cnpq.br/8936718846731058LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de2022-08-12T11:43:44Z2021-08-05LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de. Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica. 2021. 120 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3950Quantum rings are two-dimensional mesoscopic devices which have been increasingly investigated due to their relations with important physical phenomena such as Aharonov- Bohm effect, conductance oscillations and persistent currents. Moreover, recent works have been demonstrated interest for the characterization of their physical properties such as optical and conductivity properties as well as for the development of applications in spintronics field. In this work, it is considered a sample containing 1400 non-interacting electrons confined in a semiconductor quantum ring with conical geometry made of gal- lium arsenide (GaAs) and subjected to an Aharonov-Bohm flux passing perpendicularly through the ring center and to an uniforme magnetic field reaching the entirely ring sur- face parallel to the flux direction. The effects in the physical properties resulted from the inclusion of an anisotropic effective mass are investigated. From the numerical analyses, the results indicate that anisotropy affects significantly both shapes and levels of the sub- bands and, consequently, the total Fermi energy of the electron gas. Furthermore, it was observed that both magnetization and persistent current amplitudes in the weak magnetic field regime as well as the orbital gap value vary depending on the relation between the different effective masses, providing a possibility of refinement on these properties.Anéis quânticos são dispositivos mesoscópicos bidimensionais que têm sido cada vez mais investigados pela suas relações com fenômenos físicos importantes como o efeito Aharonov-Bohm, as oscilações de condutância e as correntes persistentes. Além disso, trabalhos recentes têm demonstrado interesse pela caracterização de suas propriedades físicas tais como propriedades ópticas e de condutividade, bem como pelo desenvolvimento de aplicações no ramo da spintrônica. Neste trabalho, considera-se uma amostra contendo 1400 elétrons não interagentes confinados em um anel quântico semicondutor com geome- tria cônica composto por arsenieto de gálio (GaAs) e sujeito a um fluxo Aharonov-Bohm que atravessa perpendicularmente o centro do anel e a um campo magnético uniforme que atinge por completo a superfície do anel paralelamente à direção do fluxo. São investiga- dos os efeitos que a inclusão de uma massa efetiva anisotrópica acarreta nas propriedades físicas do sistema. A partir de análises numéricas, os resultados obtidos indicam que a anisotropia afeta apreciavelmente os formatos e os níveis das sub-bandas de energia e, consequentemente a energia de Fermi total do gás de elétrons. Ademais, foi observado que a amplitude das oscilações de magnetização e de corrente persistente no regime de campos magnéticos fracos bem como o valor do gap orbital variam a depender da relação entre as diferentes massas efetivas, fornecendo uma possibilidade de aprimoramento para tais propriedades.Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2022-08-12T11:43:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Francisco Augusto Lira.pdf: 24893002 bytes, checksum: 4467669e5cef5c765a8b9b926a4d2bd3 (MD5)Made available in DSpace on 2022-08-12T11:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Francisco Augusto Lira.pdf: 24893002 bytes, checksum: 4467669e5cef5c765a8b9b926a4d2bd3 (MD5) Previous issue date: 2021-08-05application/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCETAnéis Quânticos;Geometria Cônica;Massa Efetiva AnisotrópicaQuantum Rings;Conical Geometry;Anisotropic Effective MassCampos Quânticos e Sólidos, Hélio, Líquido, SólidoEstudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônicaStudy on the effects of anisotropic effective mass in electronic properties, magnetization and persistent current in a semiconductor quantum ring with conical geometryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALDissertação Francisco Augusto Lira.pdfDissertação Francisco Augusto Lira.pdfapplication/pdf24893002http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3950/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+Francisco+Augusto+Lira.pdf4467669e5cef5c765a8b9b926a4d2bd3MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82255http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3950/1/license.txt97eeade1fce43278e63fe063657f8083MD51tede/39502022-08-12 08:43:44.655oai:tede2: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312022-08-12T11:43:44Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Study on the effects of anisotropic effective mass in electronic properties, magnetization and persistent current in a semiconductor quantum ring with conical geometry
title Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
spellingShingle Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de
Anéis Quânticos;
Geometria Cônica;
Massa Efetiva Anisotrópica
Quantum Rings;
Conical Geometry;
Anisotropic Effective Mass
Campos Quânticos e Sólidos, Hélio, Líquido, Sólido
title_short Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
title_full Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
title_fullStr Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
title_full_unstemmed Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
title_sort Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica
author LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de
author_facet LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv SILVA, Edilberto Oliveira
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3258989322547560
dc.contributor.referee1.fl_str_mv SILVA, Edilberto Oliveira
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3258989322547560
dc.contributor.referee2.fl_str_mv PIRES, Diego Paiva
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5133861287064190
dc.contributor.referee3.fl_str_mv BELICH JUNIOR, Humberto
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3879935393431243
dc.contributor.referee4.fl_str_mv BERNARDO, Bertúlio de Lima
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0160318195238506
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8936718846731058
dc.contributor.author.fl_str_mv LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de
contributor_str_mv SILVA, Edilberto Oliveira
SILVA, Edilberto Oliveira
PIRES, Diego Paiva
BELICH JUNIOR, Humberto
BERNARDO, Bertúlio de Lima
dc.subject.por.fl_str_mv Anéis Quânticos;
Geometria Cônica;
Massa Efetiva Anisotrópica
topic Anéis Quânticos;
Geometria Cônica;
Massa Efetiva Anisotrópica
Quantum Rings;
Conical Geometry;
Anisotropic Effective Mass
Campos Quânticos e Sólidos, Hélio, Líquido, Sólido
dc.subject.eng.fl_str_mv Quantum Rings;
Conical Geometry;
Anisotropic Effective Mass
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Campos Quânticos e Sólidos, Hélio, Líquido, Sólido
description Quantum rings are two-dimensional mesoscopic devices which have been increasingly investigated due to their relations with important physical phenomena such as Aharonov- Bohm effect, conductance oscillations and persistent currents. Moreover, recent works have been demonstrated interest for the characterization of their physical properties such as optical and conductivity properties as well as for the development of applications in spintronics field. In this work, it is considered a sample containing 1400 non-interacting electrons confined in a semiconductor quantum ring with conical geometry made of gal- lium arsenide (GaAs) and subjected to an Aharonov-Bohm flux passing perpendicularly through the ring center and to an uniforme magnetic field reaching the entirely ring sur- face parallel to the flux direction. The effects in the physical properties resulted from the inclusion of an anisotropic effective mass are investigated. From the numerical analyses, the results indicate that anisotropy affects significantly both shapes and levels of the sub- bands and, consequently, the total Fermi energy of the electron gas. Furthermore, it was observed that both magnetization and persistent current amplitudes in the weak magnetic field regime as well as the orbital gap value vary depending on the relation between the different effective masses, providing a possibility of refinement on these properties.
publishDate 2021
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-08-05
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-08-12T11:43:44Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de. Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica. 2021. 120 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3950
identifier_str_mv LIRA, Francisco Augusto Gonçalves de. Estudo sobre os efeitos da massa efetiva anisotrópica nas propriedades eletrônicas, magnetização e corrente persistente em anel quântico semicondutor com geometria cônica. 2021. 120 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2021.
url https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/3950
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Maranhão
dc.publisher.program.fl_str_mv PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFMA
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Maranhão
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
instname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
instacron:UFMA
instname_str Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
instacron_str UFMA
institution UFMA
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
bitstream.url.fl_str_mv http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3950/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+Francisco+Augusto+Lira.pdf
http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/3950/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 4467669e5cef5c765a8b9b926a4d2bd3
97eeade1fce43278e63fe063657f8083
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufma.br||repositorio@ufma.br
_version_ 1809926205074309120