Efeito de confinamento em poços quânticos de Al0,18Ga0,82As/GaAs

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dc.contributor.advisorDias, Ivan Frederico Lupiano [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorMorais, Rômulo Ronan Oliveira dept_BR
dc.contributor.bancaDuarte, José Leonilpt_BR
dc.contributor.bancaLaureto, Edsonpt_BR
dc.contributor.bancaOliveira, José Brás Barreto dept_BR
dc.contributor.bancaBorrero, Pedro Pablo Gonzálespt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T13:11:33Z
dc.date.available2024-05-01T13:11:33Z
dc.date.created2009.00pt_BR
dc.date.defesa03.09.2009pt_BR
dc.description.abstractResumo: 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 excitônicopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: In this work we analyzed the effects of confinement on the acoustic electron-phonon interaction in Al,18Ga,82As/GaAs quantum wells using an adjustment procedure based on the Pässler-p model and we performed a comparison of some theoretical models used to adjust the dependence on temperature of the fundamental energy gap of GaAs bulk Initially we used the theoretical models of Viña, Pässler-p and Pässler-? to adjust several sets of experimental data, available in the literature for the energy gap of GaAs bulk, in the temperature range of 12 K to 974 K (957 K) These theoretical models differ basically in the description of Eg(T) in the limit of low temperatures, in the limit of high temperatures, all models present an asymptotic linear dependence Performing several adjustments for different values of the upper limit of analyzed temperature range (Tmax), we were able to follow the evolution of the fitting parameters up to the limit of high temperatures (974 K/957 K) in a systematic way We showed that the value of the zero-point energy of GaAs, obtained from the different models, contrasts with that obtained by the dependence energy gap on isotope mass, as well as on theoretical calculations Moreover, the theoretical models of Viña, Pässler-p and Pässler-? don't take into account the effects of the zero-point vibrations in the dependence of the energy gap with the temperature The lack of experimental data of fundamental energy gap of GaAs bulk and the great dispersion of these data at high temperatures hinder the observation of an eventual non-linear behavior of Eg(T) at high temperatures This non-linear behavior can be observed through a relatively strong variation of dEg(T)/dT of Johnson's et al data [59] in the range of ~ 33 K to ~ 957 K Afterwards we studied the effect of confinement on the acoustic electron-phonon interaction in Al,18Ga,82As/GaAs quantum wells, using the Pässler-p model to describe the temperature dependence of the exciton-recombination energy, Eexc(T) on a series of samples with different well-width thickness in the range from 15 Å up to 75 Å The experimental data of the Eexc(T) were obtained from photoluminescence spectra in the temperature range of 12 K to 1 K with excitation power of 7 mW Based on the behavior of the adjustment parameter, related to the strength of the electron-phonon interaction, as a function of the well-width thickness, we verified that effects of confinement on the exciton-recombination energy tends to reduce acoustic electron-phonon interaction in comparison to GaAs bulk This phenomenon takes place due to the presence of the barriers, which strongly affect the behavior of exciton in the narrower (15 Å) quantum well, as well as in the much larger (75 Å) well We showed, through the comparison of the photoluminescence spectra in the range of low temperatures, that confinement effects are presents in quantum wells with well-width thickness much larger than the exciton diameterpt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Física) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11231
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameFísicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.subjectPoços quânticospt_BR
dc.subjectInteração elétron-fônonpt_BR
dc.subjectTeoria de faixa de energia de sólidospt_BR
dc.subjectQuantum wellspt_BR
dc.subjectElectron-phonon interactionspt_BR
dc.subjectTheory of energy band in solidspt_BR
dc.titleEfeito de confinamento em poços quânticos de Al0,18Ga0,82As/GaAspt_BR
dc.typeTesept_BR

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01 - Doutorado - Física