Estudo teórico de complexos excitônicos em poços quânticos de semicondutores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dacal, Luis Carlos Ogando
Data de Publicação: 2001
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1590854
Resumo: Orientadores: José Antonio Brum, Maria José Santos Pompeu Brasil
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spelling Estudo teórico de complexos excitônicos em poços quânticos de semicondutoresSemicondutores - Propriedades óticasSemicondutores dopadosPoços quânticosExcitações coletivasOrientadores: José Antonio Brum, Maria José Santos Pompeu BrasilTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin"Resumo: Um sistema físico com presença de partículas indistinguíveis interagentes cria a rica possibilidade do estudo dos efeitos de correlação e troca, os quais são frutos desta indistinguibilidade. O complexo mais simples para a manifestação destes efeitos seria aquele onde apenas duas partículas indisntinguíveis estão presentes. Em física da matéria condensada, estes complexos são os éxcitons, os doadores e os aceitadores carregados. No caso específico de poços quânticos semicondutores, a não parabolicidade da banda de valência faz com que éxcitons e doadores negativamente carregados sejam os complexos com modelamento teórico mais simples. Apesar da previsão da estabilidade dos éxcitons carregados ("trions") ter sido feita no final da década de 50 para os materiais semicondutores tipo "bulk", sua primeira observação experimental só ocorre no início da década de 90 e em poços quânticos, onde o confinamento unidimensional das cargas aumenta a energia de ligação destes complexos em uma ordem de grandeza. Desde então iniciou-se uma intensa pesquisa a respeito da física destes complexos pois a blindagem das interações coulombianas nos materiais semicondutores permite que campos magnéticos usuais em laboratórios sejam capazes de provocar fortes alterações na energia de ligação dos "trions". Outra rica possibilidade de investigação é o fato dos éxcitons carregados aparecerem como um estado intermediário entre o éxciton neutro e a singularidade do nível de Fermi quando a concentração de elétrons dopantes na amostra é aumentada. Nesta tese apresentamos um estudo teórico dos éxcitons carregados e dos doadores negativamente carregados em poços quânticos de GaAs/Al0.3G a0.7As considerando os efeitos da presença de campos elétricos e magnéticos externos. Nossa contribuição acrescenta um método simples, preciso e fisicamente transparente para o modelamento teórico destes complexos em contraposição às poucas e complexas abordagens até agora apresentadas na literatura científica. Nossos resultados mostram que os defeitos de interface dos poços quânticos desempenham um papel fundamental na dinâmica dos "trions" contrariando as conclusões de alguns estudos experimentais, mas confirmando a visão de outrosAbstract: A physical system where indistinguishable particles interact with each other creates the possibility of studying correlation and exchange effects. The simplest system is that one with only two indistinguishable particles. In condensed matter physics, these complexes are represented by charged excitons, donors and acceptors. In quantum wells, the valence band is not parabolic, therefore, the negatively charged excitons and donors are theoretically described in a simpler way. Despite the fact that the stability of charged excitons (trions) is known since the late 50s, the first experimental observation occurred only at the early 90s in quantum well samples, where their binding energies are one order of magnitude larger due to the one dimensional carriers confinement. After this, these complexes became the subject of an intense research because the intrinsic screening of electrical interactions in semiconductor materials allows that magnetic fields that are usual in laboratories have strong effects on the trion binding energy. Another rich possibility is the study of trions as an intermediate state between the neutral exciton and the Fermi edge singularity when the excess of doping carriers is increased. In this thesis, we present a theoretical study of charged excitons and negatively charged donors in GaAsDoutoradoFísicaDoutor em Ciências[s.n.]Brum, José Antônio, 1959-Brasil, Maria José Santos Pompeu, 1961-Studart Filho, NelsonCapaz, Rodrigo BarbosaMiranda, EduardoOliveira, Luiz Eduardo Moreira Carvalho deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASDacal, Luis Carlos Ogando20012001-08-29T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf76 f. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1590854DACAL, Luis Carlos Ogando. Estudo teórico de complexos excitônicos em poços quânticos de semicondutores. 2001. 76 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin", Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1590854. 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