Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2015-11-23T17:03:53Z No. of bitstreams: 1 2015_LucasRangelThomas.pdf: 1678275 bytes, checksum: a2abc9937d70e20ec0273a467f7d3f90 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-26T12:09:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LucasRangelThomas.pdf: 1678275 bytes, checksum: a2abc9937d70e20ec0273a467f7d3f90 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T12:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LucasRangelThomas.pdf: 1678275 bytes, checksum: a2abc9937d70e20ec0273a467f7d3f90 (MD5) / O objetivo deste trabalho é estudar as transições de fase metal-isolante geradas pela interação spin-órbita de Rashba e potencial químico modulados por um campo elétrico externo aplicado a um fio quântico. Utilizamos de métodos numéricos de diagonalização de matrizes para obter as autoenergias e autoestados que descrevem o sistema. Analisando o espectro de energias, observamos o aparecimento de gaps estruturais nas fronteiras das zonas de Brillouin reduzidas do sistema. Através do controle do preenchimento da rede, é possível promover transições de fase metal-isolante percorrendo as bandas de energia e, com isso, produzir uma chave de corrente baseada no grau de liberdade de spin dos elétrons. A análise dos autoestados mostrou a presença de ondas de densidade de carga e a inversão de spin, consistentes com a fenomenologia inferida a partir do estudo das autoenergias. A investigação do efeito do número de onda da modulação externa sobre o espectro de energias revelou a formação de padrões fractais conhecidos como borboletas de Hofstadter. Realizamos um estudo de caso com dados experimentais para um fio formado em um poço quântico de InAs a fim de verificar a viabilidade prática do dispositivo proposto. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The goal of the present work is to study the metal-insulator phase transistion in a quantum wire driven by a Rashba spin-orbit interaction and a chemical potential, when both are modulated by an external eletric array. We use numerical methods to diagonalize the Hamiltonian matrix in order to obtain the eigenenergies and eigenvalues of our system. From analyzing the energy spectrum we observe that multiple structural gaps arise at the boarders of the system’s reduced Brillouin zones. Through an external control of the band filling, the system can be carried along the energy bands, undergoing a metal-insulator phase transitions across the gaps. Since this transition relies on the presence of the Rashba spin-orbit interaction, it can be viewed as a current switch based on the electron spin degree of freedom. The analysis of the eigenstates reveals charge density waves and spin flip, in agreement with the phenomenology inferred from the spectrum. An investigation of the effect of the external modulation wave number on the eigenenergies spectrum uncovers fractal patterns known as Hofstadter butterflies. We present a case study with experimental data for a wire structured in a InAs quantum well in order to verify the practical viability of the proposed device.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-10-14T19:58:25Z No. of bitstreams: 1 Tese da Juliana Bernardes Borges da Cunha.pdf: 1865605 bytes, checksum: 0bb1a9966a74e1f5ad181a6d6743e240 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-25T13:41:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese da Juliana Bernardes Borges da Cunha.pdf: 1865605 bytes, checksum: 0bb1a9966a74e1f5ad181a6d6743e240 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-25T13:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese da Juliana Bernardes Borges da Cunha.pdf: 1865605 bytes, checksum: 0bb1a9966a74e1f5ad181a6d6743e240 (MD5) Previous issue date: 2007-08 / A dinâmica e o transporte lateral de portadores em poços e fios quânticos de InGaAs crescidos sobre substratos de InP vicinais foram investigados pela técnica de fotoluminescência resolvidas espectral e espacialmente. Simulações dos resultados de fotoluminescência integrada espectralmente, utilizando equações de taxa, mostraram que os tempos de captura e de vida dos portadores confinados nos fios quânticos são diferentemente influenciados por suas morfologias. Verificou-se que enquanto o tempo de vida depende fortemente da espessura dos fios quânticos, o tempo de captura é praticamente constante para todas as heteroestruturas. A dependência do tempo de vida foi explicada considerando-se a existência de diferentes tipos de recombinação não-radiativa de portadores nas interfaces dos fios quânticos. Propõe-se que o tunelamento de portadores dos fios quânticos para estados eletrônicos na barreira é responsável pelo decréscimo exponencial observado na intensidade da fotoluminescência com o aumento da densidade de excitação. Os perfis assimétricos da distribuição espacial dos portadores fotogerados no poço quântico estudado, obtidos pela técnica de fotoluminescência espacialmente resolvida, foram simulados usando-se uma equação de difusão não-Fickiana descrita pela estatística de Lévy. A assimetria observada ao longo da direção perpendicular aos terraços foi associada à presença do processo de recombinação Auger, intensificado pelas características morfológicas fractais das interfaces. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The dynamic and the lateral transport of carriers in quantum wells and quantum wires of InGaAs grown on vicinal InP substrates were investigated by spectrally and spatially resolved photoluminescence techniques. Simulation of the results of spectrally integrated photoluminescence using rate equations showed that the carrier capture and lifetime of the confined carriers in the quantum wires are differently influenced by the morphology. It was verified that while the lifetime depends strongly on the thickness of quantum wires, the carrier capture is practically constant for all heteroestructures. The dependence of lifetime was explained considering the existence of different types of nonradiative recombination of carriers in the quantum wires interfaces. It was also proposed that carriers tunneling from the quantum wires to electronic states in the barrier is responsible for the exponential decrease observed in the intensity of the photoluminescence with the increase of the excitation density. The asymmetric spatially profiles of the photogenerated carriers, observed by spatially resolved photoluminescence on the heteroestructures studied, were simulated using a non-Fickian diffusion equation described by the Lévy statistics. The asymmetric observed along the perpendicular direction to the terrace edges was associated with the presence of Auger recombination, improved by the fractal interface morphology.

Neste trabalho investigamos a estrutura eletrônica de fios quânticos formados por distribuição de carga espacial, obtidos a partir da incorporação de dopantes nos degraus que delimitam planos vicinais em semicondutores. Estudos experimentais recentes, que combinam o crescimento epitaxial em planos vicinais (terraços) sobre o GaAs com as técnica de dopagem planar abrupta, sugerem que a incorporação do dopante (Silício) ocorre preferencialmente ao longo das linhas que delimitam os planos vicinais deste semicondutor. Baseados em resultados teóricos recentes, que sugerem que a aproximação semiclássica de Thomas-Fermi é capaz de reproduzir o potencial auto-consciente de sistemas eletrônicos criados a partir de distribuições de carga de origem puramente espacial, vários efeitos tais como: difusão de dopantes, temperatura finita e densidade residual de aceitadores puderam ser investigados neste nível de aproximação. As equações de Kohn-Sham na aproximação de densidade local (T=0K) foram também empregadas com o propósito de avaliar-se a possível influência de efeitos de não localidade do funcional energia cinética e efeitos de muitos corpos (troca e correlação) que foram ignorados pela abordagem semiclássica. / In this work we investigate the electronic structure of space-charge quantum wires obtained via attachment of donors in misorientation steps of semiconductor vicinal surfaces. Recent experimental studies, combining epitaxial growth on GaAs (100) vicinal surfaces (terraces) with the ?-doping technique, suggests that the incorporation of Silicon donors is preferential along the lines that delimit the vicinal terraces in this semiconductor. Based on recent theoretical results suggesting that the Thomas-Fermi is a reliable approximation for the self-consistent potential fo space-charge layers, we have employed this approximation to study the possible influence of various factors such as diffusion of dopants, finite temperature and residual density of acceptors on the electronic structure of these wires. The Kohn-Sham equations, within the local density approximation (T=0K), were also solved as the propose of evaluating the influence of effects due to the non-locality of the kinectic energy densities functional and many body effects (exchange and correlation) that were ignored in the semiclassical approximation.

Investigamos os efeitos de tamanho e do potencial de confinamento finito V0 nas taxas de espalhamento de absorção e de emissão de elétrons interagindo com os fônons longitudinais ópticos (fônons LO) de um fio quântico cilíndrico de GaAs à temperatura ambiente. Calculamos as taxas de espalhamento inter e intra-sub-banda e a taxa de espalhamento total para uma temperatura de 300 K, pois nesta temperatura o mecanismo de espalhamento dominante em semicondutores do tipo III-V é aquele devido aos fônons LO. Qualitativamente a taxa de emissão intra-sub-banda neste sistema tem o mesmo comportamento da sua correspondente em estruturas 2D. Para a absorção encontramos uma mudança suave de comportamento da taxa de absorção intra-sub-banda quando o raio do fio é da ordem do diâmetro do polaron (ou seja, da ordem de 80 ANGSTROM). Para raios pequenos ela tem um comportamento similar ao do bulk, mas para raios maiores ela cresce até atingir um máximo e depois cai monotonicamente à medida que aumentamos a energia do portador. Vimos que, o tamanho do fio e o potencial de confinamento têm grande influência na taxa de espalhamento total. / We investigated the size effects and the effects of the finite confining potential V0 on the absorption and emission scattering rates of electron interacting with longitudinal optical (LO) phonons for a cylindrical GaAs quantum wire. We calculated the inter and intrasubband total scattering rate for a temperature of 300K, because in this temperature the dominant mechanism of scattering in semiconductors III-V is that due LO phonons. Qualitatively the intrasubband emission scattering rate in this system has the same behavior of the correspondent in 2D structures. For absorption we found a smooth change in the intrasubband absorption scattering rate behavior when the radius the wire is near the polaron diameter (ie, about 80 ANGSTROM). For small radius the scattering rate has a similar behavior as that of the bulk, but for large radius it increases until reach a maximum and after ir drops monotonicaly with increase of carrier energy. We found that the size effect and the confining potential have a large influence in the total scattering rate

Neste trabalho investigamos a estrutura eletrônica de fios quânticos formados por distribuição de carga espacial, obtidos a partir da incorporação de dopantes nos degraus que delimitam planos vicinais em semicondutores. Estudos experimentais recentes, que combinam o crescimento epitaxial em planos vicinais (terraços) sobre o GaAs com as técnica de dopagem planar abrupta, sugerem que a incorporação do dopante (Silício) ocorre preferencialmente ao longo das linhas que delimitam os planos vicinais deste semicondutor. Baseados em resultados teóricos recentes, que sugerem que a aproximação semiclássica de Thomas-Fermi é capaz de reproduzir o potencial auto-consciente de sistemas eletrônicos criados a partir de distribuições de carga de origem puramente espacial, vários efeitos tais como: difusão de dopantes, temperatura finita e densidade residual de aceitadores puderam ser investigados neste nível de aproximação. As equações de Kohn-Sham na aproximação de densidade local (T=0K) foram também empregadas com o propósito de avaliar-se a possível influência de efeitos de não localidade do funcional energia cinética e efeitos de muitos corpos (troca e correlação) que foram ignorados pela abordagem semiclássica. / In this work we investigate the electronic structure of space-charge quantum wires obtained via attachment of donors in misorientation steps of semiconductor vicinal surfaces. Recent experimental studies, combining epitaxial growth on GaAs (100) vicinal surfaces (terraces) with the ?-doping technique, suggests that the incorporation of Silicon donors is preferential along the lines that delimit the vicinal terraces in this semiconductor. Based on recent theoretical results suggesting that the Thomas-Fermi is a reliable approximation for the self-consistent potential fo space-charge layers, we have employed this approximation to study the possible influence of various factors such as diffusion of dopants, finite temperature and residual density of acceptors on the electronic structure of these wires. The Kohn-Sham equations, within the local density approximation (T=0K), were also solved as the propose of evaluating the influence of effects due to the non-locality of the kinectic energy densities functional and many body effects (exchange and correlation) that were ignored in the semiclassical approximation.

CUNHA, S. M. Propriedades eletrônicas de fios quânticos de semicondutores anisotrópicos e dinâmica de pacotes de onda em monocamada de fósforo negro. 2017. 68 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-10-17T17:56:41Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_smcunha.pdf: 21750560 bytes, checksum: cfbf877050ad58944d82b420165feab5 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-10-17T22:49:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_smcunha.pdf: 21750560 bytes, checksum: cfbf877050ad58944d82b420165feab5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T22:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_smcunha.pdf: 21750560 bytes, checksum: cfbf877050ad58944d82b420165feab5 (MD5) Previous issue date: 2017 / In this work we discuss some electronic properties monolayer black phosphorous (phosphorene) within the tight-binding model and the continuum approximation. We did an analytical description of anisotropic quantum wires not aligned to the axis of anisotropy of the material and determined the energy spectrum of the system. Next, we analyze the dependence of the energy spectrum as a function of the rotation angle of the wire and its width. In relation to transport properties, we present the Split-operator technique and apply it to the case of phosphorene in order to describe the propagation of wave packet simulating the electronic transport in this structure. By analyzing the wave packet dynamics in phosphorene, we verified an effect analogous to the zitterbewegung in certain directions of propagation and different pseudospins. / Neste trabalho discutimos algumas propriedades eletrônicas de monocamada de fósforo negro (fosforeno) a partir do modelo tight-binding e da aproximação do contínuo. Fizemos um descrição analítica sobre fios quânticos anisotrópiicos não alinhados ao eixo de anisotropia do material e determinamos o espectro de energia do sistema. Em seguida, analisamos a dependência do espectro de energia em função do ângulo de rotação do fio e de sua largura. Em relação as propriedades de transporte, apresentamos a técnica Split-operator e aplicamos-a para o caso do fosforeno a fim de descrever a propagação do pacote de ondas simulando o transporte eletrônico nessa estrutura. Analisando a dinâmica de pacotes de ondas em fosforeno, verificamos o efeito análogo ao zitterbewegung em determinadas direções de propagação e diferentes pseudospins.

Investigamos os efeitos de tamanho e do potencial de confinamento finito V0 nas taxas de espalhamento de absorção e de emissão de elétrons interagindo com os fônons longitudinais ópticos (fônons LO) de um fio quântico cilíndrico de GaAs à temperatura ambiente. Calculamos as taxas de espalhamento inter e intra-sub-banda e a taxa de espalhamento total para uma temperatura de 300 K, pois nesta temperatura o mecanismo de espalhamento dominante em semicondutores do tipo III-V é aquele devido aos fônons LO. Qualitativamente a taxa de emissão intra-sub-banda neste sistema tem o mesmo comportamento da sua correspondente em estruturas 2D. Para a absorção encontramos uma mudança suave de comportamento da taxa de absorção intra-sub-banda quando o raio do fio é da ordem do diâmetro do polaron (ou seja, da ordem de 80 ANGSTROM). Para raios pequenos ela tem um comportamento similar ao do bulk, mas para raios maiores ela cresce até atingir um máximo e depois cai monotonicamente à medida que aumentamos a energia do portador. Vimos que, o tamanho do fio e o potencial de confinamento têm grande influência na taxa de espalhamento total. / We investigated the size effects and the effects of the finite confining potential V0 on the absorption and emission scattering rates of electron interacting with longitudinal optical (LO) phonons for a cylindrical GaAs quantum wire. We calculated the inter and intrasubband total scattering rate for a temperature of 300K, because in this temperature the dominant mechanism of scattering in semiconductors III-V is that due LO phonons. Qualitatively the intrasubband emission scattering rate in this system has the same behavior of the correspondent in 2D structures. For absorption we found a smooth change in the intrasubband absorption scattering rate behavior when the radius the wire is near the polaron diameter (ie, about 80 ANGSTROM). For small radius the scattering rate has a similar behavior as that of the bulk, but for large radius it increases until reach a maximum and after ir drops monotonicaly with increase of carrier energy. We found that the size effect and the confining potential have a large influence in the total scattering rate

In the research field of spintronics, it is essential to have a deep understanding of the relaxation mechanisms of the spin degree of freedom. To this end, we study the spin relaxation in semiconductor nanostructures with spin-orbit interaction. First we analyze the spin decay and dephasing in graphene quantum dots within the framework of the Bloch-Redfield theory. We consider a gate-tunable circular graphene quantum dot where the intrinsic and Rashba spin-orbit interactions are operative. We derive an effective Hamiltonian via the Schrieffer-Wolff transformation describing the coupling of the electron spin to potential fluctuations generated by the lattice vibrations. The spin relaxation occurs with energy relaxation provided by the electron-phonon coupling and the spin-flip transition assisted by spin-orbit interactions. We predict a minimum of the spin relaxation time T1 as a function of the external magnetic field Bext caused by the Rashba spin-orbit coupling-induced anticrossing of opposite spin states. By constrast, the intrinsic spin-orbit interaction leads to monotonic behavior of T1 with Bext due to direct spin-phonon coupling. We also demonstrate that the spin decoherence time T2 = 2T1 in graphene is dominated by relaxation processes up to leading order in the spin-orbit interaction and the electron-phonon coupling mechanisms. Secondly, we develop a numerical model to account for the D´yakonov-Perel spin relaxation mechanism in multisubband quantum wires. We consider the elastic spin-conserving scattering events in the time-evolution operator and then evaluate the time-dependent expectation value of the spin operators. After averaging these results over an ensemble, we can extract the spin relaxation time as a function of Bext. We observe a non-monotonic behavior for the spin relaxation time with Bext aligned perpendicularly to the quantum wire. This effect is called ballistic spin resonance. In our model, the ballistic spin resonance occurs near the subband anticrossing induced by the subband-spin mixing spin-orbit interaction term. In systems with weak spin-orbit coupling strenghts, no spin resonance is observed when Bext is parallel to the channel. Nevertheless, we also predict the emergence of anomalous resonances plateaus in systems with strong spin-orbit couplings even when Bext is aligned with the quantum wire. Finally, we predict the emergence of a robust spin-density helical crossed pattern in two-dimensional electron gas with Rashba α and Dresselhaus β spin-orbit couplings. This pattern arises in a quantum well with two occupied subbands when the spin-orbit coupling strenghts are tuned to have equal absolute strengths but opposite signs, e.g., α1 = +β1 e α2 = −β2 for the first v = 1 and second v = 2 subbands. We named this novel pattern as crossed persistent spin helices. We analyze the spin-charge coupled diffusion equations in order to investigate the lifetime of the crossed persistent spin helices and the feasibility of probing the crossed persistent spin helix mode. We also study the inteband spin-orbit interaction effects on the crossed persistent spin helices, energy anticrossings and spin textures induced by the interband spin-orbit coupling / No campo de pesquisa denominado spintrônica é de fundamental importância o entendimento dos mecanismos de relaxação de spin. A fim de contribuir com esse objetivo, estudamos a relaxação de spin em nanoestruturas semicondutoras na presença da interação spin-órbita. Primeiramente, analisamos o decaimento e defasamento do spin eletrônico em pontos quânticos formados no grafeno usando a teoria de Bloch-Redfield. Consideramos um ponto quântico circular com as interações spin-órbita intrínseca e de Rashba. A relaxação de spin ocorre via relaxacação de energia pela interação elétron-fônon acompanhado do mecanismo de spin-flip auxiliado pela interação spin-órbita. Previmos a presença de um mínimo no tempo de relaxação de spin T1 em função do campo magnético externo Bext causado pelo acoplamento spin-órbita de Rashba que por sua vez leva a cruzamento evitado de níveis de energia com spins opostos. Em contraste, a interação spin-órbita intrínseca gera um comportamento monotônico de T1 com Bext devido ao acoplamento direto spin-fônon. Demonstramos também que o tempo de decoerência de spin T2 = 2T1 é dominado por contribuições dos mecanismos de relaxação em primeira ordem na interação spin-órbita e na interação elétron-fônon. Desenvolvemos também um modelo numérico que leva em conta o mecanismo de relaxação de spin de D´yakonov-Perel em fios quânticos com múltiplas subbandas. Consideramos espalhamentos elásticos, que conservam a orientação do spin, no operador evolução temporal. Em seguida, calculamos o valor esperado dos operadores de spin dependentes do tempo para um ensemble de elétrons. Por fim, extraímos o tempo de relaxação de spin em função do campo magnético externo Bext. Observamos um comportamento não-monotônico da relaxação de spin para um campo Bext alinhado perpendicularmente ao fio quântico. Em sistemas com acoplamento spin-órbita fracos, nenhuma ressonância de spin é encontrada quando Bext está alinhado paralelamento ao fio quântico. No entanto, previmos o aparecimento de ressonâncias de spin anômalas em sistemas com forte acoplamento spin-órbita mesmo quando Bext está alinhado ao canal balístico. Por fim, estudamos a formação de uma densidade de spin helicoidal cruzada e robusta contra espalhamento por impurezas em um gás bi-dimensional de elétrons na presença das interações spin-órbita de Rashba α and Dresselhaus β. Generalizamos o efeito previsto para um poço quântico com uma subbanda para duas subbandas ocupadas quando as interações spin-órbita assumem o mesmo valor em intensidade mas sinais opostos, e.g., α1 = +β1 e α2 = −β2 para a primeira v = 1 e segunda v = 2 subbandas. Denominamos esse novo padrão de helicóides de spin persistentes e cruzadas. Analisamos as equações de difusão com carga e spin acoplados com o intuito de investigarmos o tempo de vida das densidades de spin helicoidais cruzadas e a possibilidade de medi-las com os experimentos atuais. Estudamos também o efeito da interação spin-órbita interbanda na relaxação dos modos helicoidais de spin, espectro de energia com cruzamentos evitados e texturas de spin

Esta dissertação discute o desenvolvimento de modelos analíticos e numéricos para as características elétricas de transistores de fios quânticos. Sendo assim, realizou-se um estudo implementando uma sequência de formalismos e ferramentas computacionais para solução auto-consistente das equações de Schrödinger e Poisson para poços e fios quânticos. Com a utilização deste método numérico pode-se determinar os auto-estados os níveis de energias e as densidades eletrônicas de portadores livres, dentre outros parâmetros relevantes para dispositivos de fio quântico. Adicionalmente, realizou-se um estudo analítico das heteroestruturas semicondutoras de interesse para a área de dispositivos de dimensionalidade reduzida. Este estudo levou a obtenção de resultados referentes ao desenvolvimento de modelos teóricos para as características elétricas de dispositivos baseados no mecanismo de tunelamento ressonante. Os resultados obtidos para a característica corrente-tensão (I-V) nas heteroestruturas investigadas foram contrastados satisfatoriamente com os encontrados na literatura. Este ferramental analítico foi então aplicado para computar o coeficiente de transmissão eletrônico de um diodo de fio quântico com tunelamento ressonante. / This dissertation discusses the development of analytical and numerical models for the electrical characteristics of quantum wire transistors. A study is carried out, implementing a sequence of formalisms and computational tools for the self-consistent solution of the equations of Schrödinger and Poisson in quantum wells and quantum wires. By using this numerical formulation it is possible to determine the eigenstates, energy levels and free-carrier electronic density, among other relevant parameters for quantum wire devices. In addition, we also conducted an analytical study concerning semiconductor heetrostrucures of interest for reduced dimensionality devices applications. This study led to results regarding the development of theoretical models for the electrical characteristics of devices based on the resonant tunneling mechanism. The results obtained for the current-voltage (I-V) characteristics in the investigated heterostructures were satisfactorily compared to those available at the published literature and this analytical tool was then used to compute the electronic transmission coefficient in a resonant tunneling quantum wire diode.

BATISTA JÚNIOR, Francisco Florêncio. Propriedades de transportes em fios e poços quânticos. 2009. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-04T19:05:12Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffbatistajunior.pdf: 2157799 bytes, checksum: 21fa9e91409293ec4b1914c4cd297c44 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T14:47:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffbatistajunior.pdf: 2157799 bytes, checksum: 21fa9e91409293ec4b1914c4cd297c44 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T14:47:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffbatistajunior.pdf: 2157799 bytes, checksum: 21fa9e91409293ec4b1914c4cd297c44 (MD5) Previous issue date: 2009 / Semiconductor materials are responsible for the large development in electronic industry, what made it possible the creation of new devices. The heterostructures gave a large impulse to the solid-state physics. Semiconductors study is nowadays concentrated in the low-dimensional systems, as quantum wells, quantum wires, quantum dots and quantum rings. In this work, we investigate the transport properties of heterostructured quantum wires of double barrier. We begin with calculation of radial confinement energy in a quantum wire InAs/InP of double barrier. We use a cylindrical model of wire with gradual and abrupt nterfaces. Transmission coefficients are calculated. We study its behavior varying barriers width, distance between them and the wire radius. In the future, we will use these results to calculate electric current through the device. We also investigate transport properties of bidimensional systems with self-energy potential. We use heterostructures of Si/SiO2 and Si/HfO2. We solve Poisson’s equation with epsilon depending on z, expanding the potential in a Fourier-Bessel series, finding the image potential of the barriers. We calculate the electric current through this potential in function of the applied voltage, varying temperature and the distance between the barriers. We also consider gradual interfaces for the simple barrier case. / Materiais semicondutores são os principais responsáveis pelo grande crescimento da indústria eletrônica e pelo surgimento de novas tecnologias. A criação de heteroestruturas possibilitou um grande impulso à física do estado sólido. Atualmente, o estudo de semicondutores está concentrado em sistemas de dimensionalidade reduzida, como os poços, fios, pontos e aneis quânticos. Neste trabalho, investigamos as propriedades de transporte em fios quânticos heteroestruturados de barreira dupla e em sistemas bidimensionais de barreira simples e dupla. Iniciamos com o cálculo da energia do confinamento radial no fio quântico InAs/InP de barreira dupla. Usamos um modelo de fio cilíndrico com e sem interfaces graduais. Calculamos as transmissões através das barreiras e estudamos o comportamento das mesmas variando a largura das barreiras, a distância entre elas e o raio do fio. Futuramente utilizaremos estes resultados para o cálculo da corrente elétrica através do dispositivo. Também investigamos as propriedades de transporte em sistemas bidimensionais com potencial de auto-energia. Utilizamos heteroestruturas formadas por Si/SiO2 e Si/HfO2. Sendo as constantes dielétricas dos óxidos diferentes do silício, resolvemos a equação de Poisson com epsilon dependente de z. Expandimos o potencial em uma série de Fourier-Bessel, encontrando, por fim, o potencial imagem para as barreiras. Calculamos a corrente elétrica através deste potencial em função da voltagem, variando a temperatura, a distância entre as barreiras. Também levamos em conta as interfaces graduais para o caso de barreira simples.