Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15618 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149 |
Resumo: | In this thesis, we use first-principles calculations based on density functional theory to study quantum confinement effects on magnetic semiconductors and topological insulators. Because there are variety of systems with These classifications, we have selected InAs quantum dots embedded in InP nanowires and Bi(111) ultrathin films. For InAs quantum dots, we show that ferromagnetic coupling Mn-Mn is stronger than nanowires and InAs bulk, and this is still higher than in GaMnAs bulk. The stabilization of the ferromagnetic phase is a consequence of the strong p-d exchange between the Mn 3d5 states and the hole bound to the magnetic impurity. This magnetic active system is governed mostly by short-range interactions in such a way that the coupling between Mn ions at the same quantum dot is quite robust while Mn ions at neighboring dots is weaker. For Bi(111) ultrathin films we showed that, while a single Bi bilayer is a 2D TI with 1D topological conduction, few bilayers of Bi is a 3D TI, presenting massless Dirac cone on the surface, with 2D topological conduction |
id |
UFU_fa9c4e92dd1685386c980bc7374a576a |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/15618 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicosTeoria do Funcional da DensidadeSemicondutores magnéticosFerromagnetismoIsolantes topológicosFuncionais de densidadeSemicondutoresDFTNanostructuresFerromagnetismTopological insulatorsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this thesis, we use first-principles calculations based on density functional theory to study quantum confinement effects on magnetic semiconductors and topological insulators. Because there are variety of systems with These classifications, we have selected InAs quantum dots embedded in InP nanowires and Bi(111) ultrathin films. For InAs quantum dots, we show that ferromagnetic coupling Mn-Mn is stronger than nanowires and InAs bulk, and this is still higher than in GaMnAs bulk. The stabilization of the ferromagnetic phase is a consequence of the strong p-d exchange between the Mn 3d5 states and the hole bound to the magnetic impurity. This magnetic active system is governed mostly by short-range interactions in such a way that the coupling between Mn ions at the same quantum dot is quite robust while Mn ions at neighboring dots is weaker. For Bi(111) ultrathin films we showed that, while a single Bi bilayer is a 2D TI with 1D topological conduction, few bilayers of Bi is a 3D TI, presenting massless Dirac cone on the surface, with 2D topological conductionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDoutor em FísicaNesta tese, utilizamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) para estudar os efeitos de confinamento quântico sobre semicondutores magnéticos e isolantes topológicos. Devido a variedade de sistemas com estas classificações, selecionamos os pontos quânticos de InAs embebidos em nanofios de InP e filmes ultrafinos de Bi(111). Para os pontos quânticos de InAs, mostramos que o acoplamento ferromagnético Mn-Mn é mais forte que nos nanofios e bulk de InAs, e este é ainda maior que no bulk de GaMnAs. A estabilização da fase ferromagnética é uma consequência do forte acoplamento de troca p-d entre os estados 3d5 do Mn e os buracos ligados a impureza magnética. Este sistema magnético é governado por interações de curto alcance, sendo o acoplamento entre íons de Mn no mesmo ponto quântico bastante robusto, enquanto que para íons em pontos quânticos vizinhos mais fraco. Para os filmes ultrafinos de Bi(111) mostramos que, enquanto uma única bicamada de Bi é um isolante topológico 2D com condução topológica 1D, poucas bicamadas de Bi é um isolante topológico 3D com estados de Dirac sobre a superfície e condução topológica 2DUniversidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em FísicaCiências Exatas e da TerraUFUSchmidt, Tome Maurohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784257P1Milla, Augusto Miguel Alcaldehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700172J5Vernek, Edsonhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766834Y5Silva, Erasmo Assumpção de Andrada ehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781106Y3Capaz, Rodrigohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780827D8Lima, Erika Nascimento2016-06-22T18:42:58Z2015-04-232016-06-22T18:42:58Z2014-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfLIMA, Erika Nascimento. Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos. 2014. 110 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15618https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-07-27T15:23:49Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/15618Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-27T15:23:49Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
title |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
spellingShingle |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos Lima, Erika Nascimento Teoria do Funcional da Densidade Semicondutores magnéticos Ferromagnetismo Isolantes topológicos Funcionais de densidade Semicondutores DFT Nanostructures Ferromagnetism Topological insulators CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
title_short |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
title_full |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
title_fullStr |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
title_full_unstemmed |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
title_sort |
Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos |
author |
Lima, Erika Nascimento |
author_facet |
Lima, Erika Nascimento |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Schmidt, Tome Mauro http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784257P1 Milla, Augusto Miguel Alcalde http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700172J5 Vernek, Edson http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766834Y5 Silva, Erasmo Assumpção de Andrada e http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781106Y3 Capaz, Rodrigo http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780827D8 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Lima, Erika Nascimento |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Teoria do Funcional da Densidade Semicondutores magnéticos Ferromagnetismo Isolantes topológicos Funcionais de densidade Semicondutores DFT Nanostructures Ferromagnetism Topological insulators CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
Teoria do Funcional da Densidade Semicondutores magnéticos Ferromagnetismo Isolantes topológicos Funcionais de densidade Semicondutores DFT Nanostructures Ferromagnetism Topological insulators CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
description |
In this thesis, we use first-principles calculations based on density functional theory to study quantum confinement effects on magnetic semiconductors and topological insulators. Because there are variety of systems with These classifications, we have selected InAs quantum dots embedded in InP nanowires and Bi(111) ultrathin films. For InAs quantum dots, we show that ferromagnetic coupling Mn-Mn is stronger than nanowires and InAs bulk, and this is still higher than in GaMnAs bulk. The stabilization of the ferromagnetic phase is a consequence of the strong p-d exchange between the Mn 3d5 states and the hole bound to the magnetic impurity. This magnetic active system is governed mostly by short-range interactions in such a way that the coupling between Mn ions at the same quantum dot is quite robust while Mn ions at neighboring dots is weaker. For Bi(111) ultrathin films we showed that, while a single Bi bilayer is a 2D TI with 1D topological conduction, few bilayers of Bi is a 3D TI, presenting massless Dirac cone on the surface, with 2D topological conduction |
publishDate |
2014 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2014-12-18 2015-04-23 2016-06-22T18:42:58Z 2016-06-22T18:42:58Z |
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.uri.fl_str_mv |
LIMA, Erika Nascimento. Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos. 2014. 110 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149 https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15618 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149 |
identifier_str_mv |
LIMA, Erika Nascimento. Estudo dos efeitos de confinamento quântico em semicondutores magnéticos e isolantes topológicos. 2014. 110 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15618 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.149 |
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 application/pdf application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Física Ciências Exatas e da Terra UFU |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Física Ciências Exatas e da Terra UFU |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1805569673733865472 |