Confinamento DielÃtrico versus QuÃntico em Nanoestruturas

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

14/07/2006

RESUMO

Esse trabalho tem por objetivo estudar sistemas quÃnticos de baixa dimensionalidade do tipo poÃos quÃnticos GaN/HfO2 e Si/High-k. Investigamos propriedades eletrÃnicas, Ãpticas e estados de impurezas em poÃos quÃnticos GaN/HfO2, levando em consideraÃÃo efeito de cargas imagem devido à descontinuidade das constantes dielÃtricas dos materiais do poÃo e da barreira destas estruturas. Primeiramente estudamos os efeitos do potencial imagem de auto-energia sobre as propriedades Ãpticas e eletrÃnicas de poÃos quÃnticos abruptos e nÃo abruptos. Nossos resultados mostram que o efeito do potencial imagem de auto-energia modica fortemente as estruturas eletrÃnicas de poÃos quÃnticos, podendo variar a energia de recombinaÃÃo dos portadores em atà 100 meV. AlÃm disso, o modelo ideal de poÃos quÃnticos nÃo à vÃlido para algumas estruturas com a constante dielÃtrica do poÃo menor que a constante dielÃtrica da barreira, devido ao confinamento de portadores na regiÃo da interface. A energia de ligaÃÃo e a energia total do exciton sÃo estudadas em poÃos quÃnticos abruptos com a constante dielÃtrica do poÃo menor e maior que a constante dielÃtrica da barreira, dando Ãnfase a efeitos causados por cargas imagem: potencial de auto-energia e interaÃÃo do elÃtron (buraco) com as imagens do buraco (elÃtron). Os resultados mostram que, considerando os parÃmetros dos materiais usados neste trabalho, modelos simples (que nÃo consideram efeito de cargas imagem) para cÃlculos de excitons sÃo inadequados para estudar sistemas com a constante dielÃtrica do poÃo menor que a constante dielÃtrica da barreira, visto que modelos mais precisos (que incluem todas as contribuiÃÃes devido Ãs cargas imagem) apresentam resultados com diferenÃas significativas, em torno de 80 meV, entre modelos simples e modelos mais precisos. Finalmente, estudamos a interaÃÃo entre elÃtron-impureza em poÃos quÃnticos GaN/HfO2 abruptos. Os cÃlculos consideram simultaneamente todas as contribuiÃÃes de energias causadas pela diferenÃa entre as constantes dielÃtricas de GaN (= 9.5) e HfO2 (= 25). Os resultados mostram que, considerando os parÃmetros dos materiais usados neste trabalho, à medida que a posiÃÃo da impureza afasta-se do centro do poÃo, no sentido positivo do eixo z, a funÃÃo de onda do elÃtron à atraÃda no mesmo sentido de deslocamento da impureza. A intensidade da atraÃÃo diminui quando a posiÃÃo da impureza afasta-se da interface, no sentido positivo de z, dentro da regiÃo da barreira quÃntica.

ASSUNTO(S)

fisica da materia condensada semicondutores poÃos quÃnticos

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