Processo de recombinação em pontos quânticos em amostras com diferentes espessuras de camadas de InAs utilizando a técnica de fotoluminescência - Duarte, Celso de Araujo (2002)
Nesta dissertação utilizamos as técnicas de fotoluminescência (PL, photoluminescence) e de microscopia de força atômica (AFM, Atomic Force Microscopy) para estudar pontos quânticos (QD, Quantum Dots) crescidos pela técnica de epitaxia de feixes moleculares (MBE, Molecular Beam Epitaxy). Estudamos cinco amostras de pontos quânticos de arseneto de índio (InAs) depositado sobre substrato de arseneto de gálio (GaAs), de espessuras nominais 1,0 - 1,5 - 1,75 - 2,0 e 2,5 monocamadas (MC) atômicas de InAs. Nossas investigações por AFM exploraram a processa da formação e da evolução dos pontos quânticos com o progressivo aumento da quantidade de InAs (que define a espessura nominal da camada). Utilizando um programa computacional realizamos um levantamento estatístico do tamanho médio (altura e base) e da densidade dos pontos quânticos em cada amostra. Verificamos que todas as estruturas morfológicas reveladas por AFM também foram evidenciadas pelas medidas de fotoluminescência. Realizamos também medidas de fotoluminescência em função da potência de excitação e da temperatura da amostra. Com base nestes dados, analisamos os processos de recombinação nos pontos quânticos. Verificamos o aparecimento sucessivo de diversos picos associados com as emissões dos estados excitados cujas intensidades saturam com o aumento da potência de excitação. Um importante resultado de migração de portadores entre pontos quânticos. Este processo é mediado por uma estreita camada de InAs (denominada wetting layer, WL) adjacente aos pontos quânticos. Por fim, dedicamos atenção ao estudo de amostras cujas espessuras nominais (1,0 e 1,5 MC) situavam-se abaixo do mínimo valor usualmente atribuido para a formação espontânea de pontos quânticos (na faixa de 1,6-1,7 MC). Na amostra com 1,5 MC observamos as emissões provenientes de diversas estruturas de confinamento: a WL, diferentes famílias de pontos quânticos e aglomerados de pequena altura. ) Este resultado é inédito, já que é a primeira vez que todas as emissões provenientes destas estruturas são observadas nos espectros de PL simultaneamente. Nossos resultados em função da temperatura para esta amostras revelaram-se complexos mecanismos de difusão e captura de portadores entre estas estruturas de confinamento.