Estrutura Eletrônica e Efeitos Magneto-Quânticos em Super-Redes Semicondutoras Degeneradas

• Ano de defesa: 1998
• Autor(a) principal: Gonçalves, Luiz Carlos Donizetti
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Condensed matter; Electronic structure; Estrutura eletrônica; Matéria condensada
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43133/tde-04122013-154846/

É apresentado um estudo da estrutura eletrônica e de processos de espalhamento em super-redes semicondutoras degeneradas. Os processos de espalhamento foram estudados em termos do seu efeito sobre os fenômenos magneto-oscilatórios (em particular, o efeito Shubnikov-de Haas), tanto no aspecto teórico como no experimental. Foi desenvolvida uma metodologia que permite a extração dos parâmetros fundamentais para super-redes -dopadas (o período d, a densidade de dopagem por período, N IND.d, e a espessura das camadas dopadas IND.d) com base em medidas de Shubnikov-de Haas (SdH) com o campo magnético aplicado paralelamente aos eixos de crescimento das super-redes e em medidas de Capacitância-Voltagem(CV). Foi demonstrado que os períodos de oscilação CV correspondem aos períodos de dopagern d. A partir da transformada de Fourier das oscilações de SdH são obtidas as áreas extremas da superfície de Fermi que, via a estrutura eletrônica calculada, fornecem os demais parâmetros N IND.d e IND.d. As oscilações de SdH devidas a cada uma das minibandas populadas foram isoladas do restante do espectro através de técnicas de transformada de Fourier. A partir de um modelo desenvolvido recentemente, o qual inclui a estrutura eletrônica das super-redes na forma de linha das oscilações de SdR, as mobilidades quânticas associadas aos tempos de meia vida no nível de Fermi nas várias minibandas eletrônicas foram determinadas. Os estudos foram efetuados em função do período da super-rede, os quais determinam o grau de acoplamento entre poços vizinhos. Uma posterior comparação das mobilidades quânticas obtidas a partir do espectro de SdH com a teoria Random Phase Approximation (RPA) desenvolvida para o espalhamento por centros coulombianos blindados em sistemas periodicamente -dopados, com espessura das camadas dopadas praticamente nula, mostrou um acordo bastante bom. Adicionalmente, cálculos teóricos em sistemas -dopados indicam que as mobilidades quântica e de transporte são sensíveis à espessura e distribuição espacial da camada dopada e à concentração de aceitadores residuais em sistemas realísticos, Também foram efetuados cálculos teóricos para as mobilidades quântica e de transporte em estruturas E-dopadas submetidas à aplicação de um potencial externo as quais mostram que, no estado atual da teoria na literatura para sistemas com múltiplas subbandas, a teoria RPA é aquela de escolha para a descrição dos fenômenos de espalhamento por impurezas ionizadas em sistemas bi-dimensionais. Por fim, alguns tópicos que abordam a obtenção das mobilidades de transporte em sistemas -dopados são discutidos.