Efeito de confinamento em poços quânticos de Al0,18Ga0,82As/GaAs
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Resumo: Neste trabalho nós analisamos os efeitos de confinamento em poços quânticos de Al,18Ga,82As/GaAs sobre a interação elétron-fônon acústico através do modelo de ajuste Pässler-p e estudamos alguns modelos teóricos de ajuste do “gap” de energia do GaAs “bulk” em função da temperatura Inicialmente nós usamos os modelos de Viña, Pässler-p e Pässler-p para ajustar conjuntos de dados experimentais disponíveis na literatura para o “gap” de energia do GaAs “bulk” no intervalo de temperatura de 12 K a 974 K (957 K) Esses modelos de ajuste diferem basicamente na descrição de Eg(T) a baixas temperaturas, a altas todos apresentam uma dependência assintoticamente linear Realizando vários ajustes para diferentes valores da temperatura máxima de cada intervalo (Tmáx), pudemos acompanhar a evolução dos parâmetros de ajuste até o limite de altas temperaturas (974 K/957 K) Mostramos que o valor da energia de ponto-zero do GaAs, estimado através destes modelos, contrasta com o obtido dos dados experimentais da variação do “gap” de energia com a massa isotópica e mesmo com cálculos teóricos Além disso, os modelos de Viña, Pässler-p e Pässler-p não levam em conta os efeitos das vibrações de ponto-zero na variação do “gap” de energia com a temperatura A insuficiência de dados experimentais do “gap” de energia do GaAs “bulk” e a grande dispersão destes dados a altas temperaturas, dificultam a visualização de um eventual comportamento não linear de Eg(T) a altas temperaturas Esta não linearidade pode ser observada através de uma variação relativamente forte de dEg(T)/dT dos dados de Johnson et al [59] no intervalo de ~33 K a ~957 K Em seguida estudamos o efeito de confinamento em poços quânticos com largura variável por meio da análise da dependência da energia de transição excitônica com a temperatura em poços quânticos simples de Al,18Ga,82As/GaAs com espessuras entre 15 Å e 75 Å Os dados experimentais da energia de transição excitônica foram obtidos de espectros de fotoluminescência no intervalo de temperatura de 12 K a 1 K com potência de 7 mW Pelo ajuste da dependência das transições excitônicas com a temperatura usando o modelo Pässler-p, pode-se verificar que o efeito de confinamento tende a diminuir a interação de elétrons com fônons acústicos em relação ao “bulk” Isso ocorre devido à presença das barreiras, que afetam fortemente o comportamento excitônico tanto no poço quântico mais estreito (15 Å) como no mais largo (75 Å) A análise comparativa entre os espectros de fotoluminescência a baixas temperaturas, dos poços quânticos e do “bulk”, mostra que os níveis de energia excitônicos são fortemente afetados pelo confinamento mesmo em poços com largura maior que o diâmetro excitônico
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Palavras-chave
Poços quânticos, Interação elétron-fônon, Teoria de faixa de energia de sólidos, Quantum wells, Electron-phonon interactions, Theory of energy band in solids