Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6767.pdf: 16621562 bytes, checksum: 66df3d9efcbf65c2d47f601b4ef3f3c0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / Quantum dots grown by epitaxial techniques for optical and transport studies are usually capped by a layer of the same material on which the QDs were grown. Recently, several studies have shown how the growth parameters and materials used in this layer significantly affect the morphological, optical and electrical properties of these nanostructures. In this work Indium Arsenide quantum dots capped with a layer of Gallium Arsenide and Antimony are studied. After the growth, a rapid thermal annealing was performed, which improved significantly the size distribution of the quantum dots, increasing the optical eficiency, and inducing a change in the band structure from a Type-I to Type-II. The investigations performed by magnetophotoluminescence have shown that the effects of the topology confinement on the band structure of these quasi zero-dimensional systems are strongly modulated by an external electric field applied parallel to the magnetic field orientation. Purely quantum effects such as Aharonov-Bohm interference and the inversion of the excitonic Landfie g-factor were observed at low temperatures and for specific values of electric fields, showing that the choice of the material and growth conditions of quantum dots capping layer leads to controlled experimental results which could not be achieved using conventional growth methods of semiconductor quantum dots. / Pontos quânticos crescidos por técnicas epitaxiais para estudos ópticos e de transporte são comumente cobertos com uma camada do mesmo material sobre o qual os pontos foram crescidos. Recentemente diversos estudos têm demonstrado como os parâmetros de crescimento e materiais utilizados nesta camada afetam significativamente as propriedades morfológicas, ópticas e elétricas destas nanoestruturas. Neste trabalho são estudados pontos quânticos tradicionais de Arseneto de Índio cobertos com uma camada de Arseneto de Gálio e Antimônio. Após o crescimento foi realizado um tratamento térmico rápido que melhorou significativamente a distribuição de tamanhos dos pontos, com um aumento na eficiência óptica e uma indução na estrutura de bandas do Tipo-I para Tipo-II. As investigações por magnetofotoluminescência revelaram que os efeitos da topologia de confinamento na estrutura de bandas deste sistema quase zero-dimensional são fortemente modulados pela aplicação de um campo elétrico externo paralelo _a orientação do campo magnético. Efeitos de caráter puramente quântico como a interferência Aharonov-Bohm e a inversão do fator-g de Landé excitônico foram observados a baixas temperaturas e para valores específicos de campo elétrico, demonstrando assim que a escolha do material e condições de deposição da camada de cobertura de pontos quânticos levam a efeitos e resultados controlados experimentalmente que não poderiam ser observados utilizando métodos convencionais de crescimento de pontos quânticos semicondutores.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2255864 bytes, checksum: 3379a54f5490338aa78351418a7c806a (MD5) Previous issue date: 2007-03-09 / This work aims the morphological and structural characterization of CdTe quantum dots and ultra-thin films grown on Si(111) substrates with hydrogen-terminated surface. The samples were grown by hot wall epitaxy and investigated by atomic force microscopic and specular and grazing incidence X-ray diffraction. Analysis of the atomic force microscopy images shows the presence of isolated pyramidal CdTe islands indicating that the quantum dots follow the Volmer-Weber growth mode. The X-ray diffraction results show that despite a large mismatch (19%) the islands grow epitaxially, following the [111] substrate orientation. The X-ray measurements make also possible the determination of the vertical and lateral dimensions of the islands and the observation that some islands are rotated by 30o degrees in the growth plane. / Neste trabalho, foi feita a caracterização estrutural e morfológica de pontos quânticos e filmes ultrafinos de CdTe crescidos sobre substrato de Si(111) passivado com hidrogênio. As amostras foram crescidas por epitaxia de paredes quentes e caracterizadas por microscopia de força atômica e difração de raios- especular e incidência rasante.As analises das imagens de microscopia de força atômica mostram a existência de ilhas isoladas de formato piramidal, mostrando que o crescimento segue o modo Volmer-Weber. As medidas de difração de raios-X, mostram que apesar do considerável descasamento do parâmetro de rede (19%) as ilhas crescem epitaxialmente, seguindo a direção cristalográfica [111] do substrato de silício. A analise cuidadosa das medidas de difração com incidência rasante permite determinar as dimensões lateral e vertical dos pontos quânticos e a observar existência de uma pequena quantidade de pontos quânticos girados de 30º no plano de crescimento.

Submitted by NATHALIA CRISTINA RISSI null (nathaliarissi_farmacia@yahoo.com.br) on 2016-07-04T12:35:43Z No. of bitstreams: 1 Tese Nathalia Cristina Rissi 1.pdf: 3733548 bytes, checksum: bde3d4680fdf9def65256855510fa057 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-07T17:05:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rissi_nc_dr_arafcf.pdf: 3733548 bytes, checksum: bde3d4680fdf9def65256855510fa057 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T17:05:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rissi_nc_dr_arafcf.pdf: 3733548 bytes, checksum: bde3d4680fdf9def65256855510fa057 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos, é possível observar um grande interesse no desenvolvimento de sistemas multifuncionais direcionados ao diagnóstico e tratamento do câncer. Estes sistemas também conhecidos como “teranósticos” têm se mostrado interessantes, pois ampliam a capacidade de liberação prolongada de fármacos anticancerígenos em células específicas, além de proporcionar um monitoramento ótico através da luminescência de pontos quânticos. Diante deste contexto, o presente estudo teve como objetivo estabilizar os pontos quânticos a base de óxido de zinco (ZnO) em meio aquoso através da modificação de superfície com o 3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS) e também em meio orgânico através da modificação com o Hexadecyltrimethoxysilane (HTMS), permitindo assim a veiculação do mesmo em micelas poliméricas A ligação entre os pontos quânticos e as moléculas dos modificadores ocorreu através das reações de hidrólise e condensação, utilizando como catalisador básico o hidróxido de lítio. Esta reação conduziu a formação de uma camada de siloxano ao redor das nanopartículas e resultou nas ligações covalentes do tipo ZnO-Si-O. Ainda com o objetivo de aumentar a estabilidade do ZnO em meio orgânico e consequentemente suas propriedades luminescentes, foi sintetizado uma bicamada formada entre o Ácido Oleico (AO) e o HTMS. As modificações na superfície do ZnO foram confirmadas pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho e também pela espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X. O comportamento ótico foi feito através da espectroscopia de absorção na região do UV-Vis. Com está técnica, identificou-se o comprimento de onda limite associado ao pico excitônico do ZnO e através do monitoramento deste pico, observou-se estabilidade em água por um período de 15 dias para a grande maioria das amostras de ZnO modificado pelo GPTMS e também para o ZnO modificado pelo HTMS e pela bicamada de AO/HTMS em clorofórmio. O tamanho final dos pontos quânticos foi analisado pela microscopia de transmissão eletrônica, apresentando um tamanho médio entre 3,5- 4nm para as amostras de ZnO modificado pelo GPTMS e de 4,5 nm para as amostras de ZnO modificado pelo HTMS e pela bicamada de AO/HTMS. Com a técnica de difração de raios-X, identificou-se os picos de difração correspondentes a uma estrutura cristalina do tipo Wurtzita. As medidas de fotoluminescência permitiu a obtenção de informações sobre a intensidade luminescente, assim como as cores emitidas dos pontos quânticos e demostraram a importância das modificações de superfície em relação ao aumento da intensidade luminescente. A veiculação do ZnO estáveis no meio orgânico em micelas poliméricas formadas pelo Pluronic F127 e Pluronic F68, foi realizada com sucesso. Este fato foi observado por meio dos espectros de absorção no UV-vis e também pelas medidas de fotoluminescência. Com a técnica de espalhamento de luz dinâmico, avaliou-se parâmetros relacionados com o tamanho e o índice de polidispersidade das micelas. O teste de citotoxicidade in vitro foi feita através do MTT e apresentou uma boa viabilidade celular para as linhagens celulares de queratinócito humano (HaCat) e de hepatoma humano (HepG2). A quantificação das células em que houve a internalização das micelas contendo os pontos quânticos hidrofóbicos como marcador foi feita através da citometria de fluxo. Diante dos resultados obtidos, conclui-se a existência de um potencial a ser explorado em relação ao ZnO modificado pelo GPTMS em aturar futuramente como sondas biológicas. Já as propriedades hidrofóbicas concedidas ao ZnO modificado pelo HTMS e pela bicamada formada entre o AO/HTMS permitiu a incorporação dos mesmos em sistemas micelares e tem como objetivo auxiliar na aplicação futura desses pontos quânticos através do desenvolvimento de sistemas teranósticos. / In recent years, it is possible to observe a growing interest in the development of multifunctional systems used, that can be used in the diagnosis and treatment of cancer These systems also known as " theranostic " and have gained considerable attention due to their capacity of release anticancer drugs into specific cells, besides to optical monitoring through quantum dots. In this context, the present study was aimed to stabilize the quantum dots of of ZnO in water by modifying with 3-(Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS) with and organic medium.by modifying with Hexadecyltrimethoxysilane (HTMS), thus allowing them to be incorporated into polymeric micelles The binding between the quantum dots with the modifiers occurred by hydrolysis and condensation reaction under basic catalysis by lithium hydroxide, thus leading to the formation of siloxane layer and resulted in ZnO-Si-O covalent bond. In order to improve the stability of ZnO-QDs and consequently their photoluminescence properties, was synthesized a coating bilayer by OA and HTMS. The ZnO surface modification was confirmed by infrared spectroscopy and also by X-ray photoelectron spectroscopy. The optical behavior was performed by absorption spectroscopy in the UV-Vis region. With this technique was possible to identify the wavelength limit associated with the excitonic peak and by monitoring of this peak was observed a great stability during 15 days for almost all samples of ZnO modified by GPTMS in water and ZnO modified by HTMS and bilayer AO / HTMS in chloroform. The finale size of quantum dots was analyzed by transmission electron microscopy that showed an average size about 3,5- 4nm for the samples of znO modified by GPTMS, and 4,5 nm by HTMS and AO/HTMS bilayer. By X-ray diffraction, it was possible to identify through the diffraction peak a wurtzite structure. The photoluminescence measurements allowed to obtain information about luminescence intensity, as well as the emitted colors by quantum dots and demonstrated the importance of surface modifications in relation to increase of luminescence intensity. The placement of hydrophobic ZnO into polymeric micelles formed by Pluronic F127 and Pluronic F68 was successful. This fact can be observed by absorption spectroscopy in UV-vis and by photoluminescence measurements. With the dynamic light scattering, it was possible to observe the hydrodynamic size distribution and polydispersity index of the micelles. In vitro cytotoxicity assay was performed by MTT and showed a great cellular viability for human keratinocytes cells (HaCat) and for hepatocellular carcinoma cells (HepG2). The cellular internalization was performed by flow cytometry. Based on these results, it was concluded a potential to be explored in to ZnO modified by GPTMS to acting in the future as biological probes. The hydrophobic properties of ZnO modified by HTMS and the AO / HTMS bilayer allowed the incorporation in micellar systems and aims to assist in the implementation of these quantum dots through the development of systems theranostics.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Integrating solid-state qubits to photonic circuit can be a revolutionary ingredient for quantum information processing and transportation of information. If on one hand solidstate based qubits are a very promising candidate for the quantum computation unit, photons, on the other hand, are the most reliable and fast way to transport information. Making the junction of this two ingredients is highly desired. In this sense, semiconductor quantum dots (QDs) in photonic crystals (PhC) provide a perfect environment for such an integration, where waveguides can be used to connect qubits and detectors. In this work, the light-matter interaction of a system composed of quantum dots embedded in semiconductors nanocavities is studied in details using density matrix formalism in the Lindblad form. In a first study, the effect of incoherent therms on the splitting of emission spectrum of a single QD inside a PhC is analyzed and we found that the splitting observed in the experiments can not translated very easily by polaritonic splitting. In other words, the observed splitting is not the coherent coupling between exciton and photons. In another work a quantum dot molecule inside a PhC is used and found that depending on the symmetry (symmetric or anti-symmetric) the molecule state, the splitting in the emission spectrum can be decreased (even zero depending on the choices of parameters) or enhanced when compared to that of a single QD. In the last study the emission spectrum of a system composed of an empty cavity coupled to another cavity with a single QD embedded is investigated. Our results demonstrate that the emission spectra of a low quality factor mode of the empty cavity can be used to monitor the quantum dot-cavity subsystem and its interactions. / Integrar bits quânticos(qubits) de estado sólido em circuitos fotônicos pode ser um ingrediente revolucionário para processamento e transporte de informação quântica. Se por um lado qubits baseado s em estado sólido são candidatos muito promissores para serem a unidade básica de computação quântica, por outro, o uso de fótons é a maneira mais confiável e rápida para transportar informações. Fazer a junção destes dois ingredientes é altamente desejado. Neste sentido, pontos quânticos semicondutores (PQs) em cristais fotônicos formam um ambiente ideal para tal realização, onde guias de onda podem ser utilizados para fazer a ligação entre qubits e detectores. Com esta motivação, neste trabalho é estudada em detalhes a interação radiação-matéria de um sistema composto por PQs embutidos em nanocavidades semicondutoras. Em todos os estudos é usado o formalismo da matriz densidade na forma de Lindblad. Em um primeiro estudo, é analisado o efeito de termos incoerentes no splitting do espectro de emissão de um único PQ dentro de uma nanocavidade. Vê-se que splitting observado nos experimentos não se traduz de forma fácil para o splitting polar itônico. Em outras palavras, o splitting observado nos experimentos não é o acoplamento entre o éxciton e os fótons. Em outro estudo utiliza-se uma molécula de PQ dentro de uma nanocavidade. Observa-se que, dependendo da simetria do estado quântico da molécula de PQ(simétrico ou anti-simétrico), o splitting no espectro de emissão pode ser reduzido (chegando até mesmo a zero dependendo dos parâmetros) ou equivalente como splitting de um único PQ. Por fim, investiga-se o espectro de emissão de um sistema composto por uma cavidade vazia acoplada a outra cavidade contendo um único PQ. Os resultados demonstram que o espectro de emissão de um modo de uma cavidade vazia de baixo fator de qualidade pode ser usado para monitorar o subsistema cavidade com um único PQ e suas interações. / Doutor em Física

Nesse trabalho, foi investigado um novo tipo de fotodetector de radiação infravermelha baseado em pontos quânticos de submonocamada de InAs obtidos pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE, Molecular Beam Epitaxy). Suas propriedades foram comparadas com as de fotodetectores de pontos quânticos de InAs convencionais obtidos pela mesma técnica de deposição, mas no modo de crescimento Stranski-Krastanov. Medidas de corrente de escuro, de ruído, de responsividade e de absorção mostraram que, dependendo da estrutura das amostras, os dispositivos com pontos quânticos de submonocamada podem ter um excelente desempenho. / In this work, we investigated a new type of infrared photodetector based on InAs sub-monolayer quantum dots grown by molecular beam epitaxy (MBE). Their properties were compared with those of photodetectors containing conventional InAs quantum dots obtained by the same deposition technique, but in the Stranski-Krastanov growth mode. Dark current, noise, responsivity and absorption measurements have shown that, depending on the structure of the samples, the devices with sub-monolayer quantum dots can perform very well.

Nanodispositivos são objetos fabricados pelo homem com estruturas internas as quais têm ao menos uma dimensão física em escala nanométrica. A baixa dimensionalidade implica em níveis de energia quantizados, conferindo notáveis diferenças às propriedades ptoelétricas desses dispositivos, o que os torna bastante atrativos para a indústria de micro e optoeletrônica. Para tais dispositivos, por exemplo os baseados em poços quânticos, técnicas de difração de raios X de alta resolução são largamente empregadas e tipicamente alcançam acurácia de 104 na análise de variaçõees no parâmetro de rede a/a. Por outro lado, a caracterização de nanoestruturas com mais de uma nanodimensão, em particular pontos quânticos (QDs), se apresenta mais complexa devido `a pequena porção de material responsável pelo espalhamento de raios X. Técnicas de incidência rasante de raios X são viáveis para se obter informação de grandes conjuntos de QDs expostos devido a pouca penetração da onda incidente, porém, pouca informação pode ser acessada quando os QDs estão cobertos. Varreduras Renninger de raios X e mapeamentos angulares - em torno da condição de difração múltipla Bragg-Superf´cie em amostras dos sistemas de QDs de InAs/GaAs(001) indicaram importantes alterações estruturais introduzidas pelo processo de cobrimento das ilhas (deposição da sobre-camada de 30nm de GaAs). O método de varredura Renninger demonstrou uma acurácia da ordem de 105 no estudo do parâmetro de rede do material do entorno das ilhas e os mapas - sugerem um mecanismo de acomodação de tensão baseado em inclinação da rede da sobre-camada nas proximidades das ilhas. / Nanodispositivos são objetos fabricados pelo homem com estruturas internas as quais têm ao menos uma dimensão física em escala nanométrica. A baixa dimensionalidade implica em níveis de energia quantizados, conferindo notáveis diferenças às propriedades ptoelétricas desses dispositivos, o que os torna bastante atrativos para a indústria de micro e optoeletrônica. Para tais dispositivos, por exemplo os baseados em poços quânticos, técnicas de difração de raios X de alta resolução são largamente empregadas e tipicamente alcançam acurácia de 104 na análise de variaçõees no parâmetro de rede a/a. Por outro lado, a caracterização de nanoestruturas com mais de uma nanodimensão, em particular pontos quânticos (QDs), se apresenta mais complexa devido `a pequena porção de material responsável pelo espalhamento de raios X. Técnicas de incidência rasante de raios X são viáveis para se obter informação de grandes conjuntos de QDs expostos devido a pouca penetração da onda incidente, porém, pouca informação pode ser acessada quando os QDs estão cobertos. Varreduras Renninger de raios X e mapeamentos angulares - em torno da condição de difração múltipla Bragg-Superf´cie em amostras dos sistemas de QDs de InAs/GaAs(001) indicaram importantes alterações estruturais introduzidas pelo processo de cobrimento das ilhas (deposição da sobre-camada de 30nm de GaAs). O método de varredura Renninger demonstrou uma acurácia da ordem de 105 no estudo do parâmetro de rede do material do entorno das ilhas e os mapas - sugerem um mecanismo de acomodação de tensão baseado em inclinação da rede da sobre-camada nas proximidades das ilhas.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-14T16:14:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DissertSergioPassos32abntCD.pdf: 3127165 bytes, checksum: e4b607e29cf477a0026a7c45e1d7d953 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T16:14:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DissertSergioPassos32abntCD.pdf: 3127165 bytes, checksum: e4b607e29cf477a0026a7c45e1d7d953 (MD5) Previous issue date: 2015-01-16 / FACEPE / Neste trabalho foi desenvolvido um novo método eletroquímico de síntese de PQs de CdTe estabilizados por ácido mercaptopropiônico (AMP) e cisteamina (CYS). O método consiste na redução eletroquímica do telúrio metálico em pó em célula de cavidade. O Te0 foi misturado ao grafite em pó (material do cátodo) e submetido a uma corrente controlada (-30 mA), que permitiu a geração das espécies reduzidas Te2- e Te2 2-. As espécies reduzidas de telúrio migram para um compartimento intermediário da célula de cavidade e na presença de sal de cádmio e um agente estabilizante orgânico (AMP ou CYS) possibilitaram a formação do CdTe coloidal em única etapa; para posterior obtenção dos PQs através de tratamento térmico à 90°C. CdTe/CdS-AMP e CdTe/CdS-CYS foram obtidos em meio aquoso pH=12 e 5,5, respectivamente. Esse método mostrou ser de fácil aplicação, rápido, eficiente, reprodutível e dispensa o uso de agentes redutores químicos, podendo ser estendido para síntese de outros PQs. Os PQs sintetizados apresentaram nanocristais de alta qualidade, muito estáveis e com carga superficial negativa no caso do estabilizante AMP (potencial zeta = -30mV) e positiva na presença da CYS. Foi observado que o tamanho das partículas aumenta proporcionalmente com o tempo de aquecimento, apresentando fluorescência com emissão nas cores entre o verde (522 nm) e o vermelho (643 nm). Foi determinado um tamanho médio de partícula de 4,1 nm para o CdTe/CdS-AMP após 120 minutos de tratamento térmico, com rendimento quântico de 11%. / A new electrochemical method was developed for the CdTe quantum dots (QDs) synthesis, stabilized by mercaptopropionic acid (MPA) and cysteamine (CYS). The method comprises the electrochemical reduction of tellurium powder in a cavity cell. The Te0 was mixed to graphite powder (cathode material) and subjected to a controlled current (-30 mA) electrolysis, which allowed the generation of Te2- Te2 2-. These tellurium reduced species migrate to an intermediate compartment of the cavity cell containing Cd2+/organic stabilizer (AMP or CYS) aqueous solution pH 13, which enabled the formation of colloidal CdTe in one pot process. The QDs are retrieved after heat treatment at 90°C. CdTe/CdS-AMP e CdTe/CdS-CYS were obtained in aqueous medium adjusting the pH to 12 and 5.5, respectively. This method proved to be easy, fast, efficient, reproducible and avoids the use of chemical reducing agents. It can also be extended to the synthesis of other QDs. The synthesized QDs presented a good quality nanocrystals, with high stability and negative charge surface in the case of the AMP stabilizer (zeta potential = -30mV) and positive in the presence of CYS. It was observed that the particle size increases proportionately with the heating time, showing fluorescence emission in the colors between green (522 nm) and red (643 nm). It was determined an average size of 4.1 nm particle for CdTe / CdS-AMP after 120 minutes of heat treatment, with a quantum yield of 11%.

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-05T01:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soffner_MaxErik_M.pdf: 11770260 bytes, checksum: a38f679b7118b0715ab2398a3b6eab6d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os vidros dopados com semicondutores são objeto de grande interesse pois, em geral, apresentam fortes não-linearidades ópticas e tempos de resposta curtos, devido ao efeito de confinamento quântico que estes materiais apresentam. Neste trabalho, utilizamos a técnica de lente térmica para determinar a difusividade térmica ( a ) e o comportamento da variação do índice de refração com a temperatura ( dn/dT ) em vidros borossilicatos dopados com CdTe com diferentes tempos de tratamento térmico a 540 º C. Os resultados da lente térmica mostraram o aparecimento de um comportamento anômalo para altas intensidades do laser de excitação, que consiste numa queda do sinal para tempos de medida longos. Tal característica foi comprovada com outra técnica fototérmica, a do efeito miragem. Uma possível explicção para esse comportamento é a saturação dos níveis eletrônicos do ponto quântico. A supressão da respectiva banda de absorção reduz o índice de refração para freqüências mais baixas, dando origem a uma lente divergente, compatível com a queda observada no sinal / Abstract: Semiconductor doped glasses are of great interest because of their non-linear optical properties and short response time due to quantum confinement. In this work, we used the thermal lens technique to determine the thermal diffusivity (a ) and the behavior of the temperature coefficient of the refractive index (dn/dT ) in CdTe doped borosilicate glasses treated at 540 º C for different time intervals. The thermal lens measurements showed an anomalous behavior at high intensities of the excitacion beam, which consists in a signal reduction for long acquisition time. This characteristics was confirmed using another photothermal technique, namely, the mirage effect. One possible explanation for this behavior is the saturation of the electronic levels of the quantum-dot. The suppresion of a given absorption band reduces the refractive index at lower frequencies, thus originating a divergent lens, which is in agreement with the observed signal reduction / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

O presente trabalho se destina a um estudo detalhado da chamada equação de spin, a qual pode ser utilizada para descrever o comportamento de sistemas de dois níveis. Para campos externos dados por funções reais, esta equação pode ser identificada com uma redução da equação de Pauli para o caso 0+1 dimensional. Inicialmente, demonstraremos a relação entre esta equação de spin e várias outras equações relacionadas com diversos problemas em física. Com estas relações, podemos construir novas soluções da equação de spin a partir do conhecimento de soluções exatas destes outros problemas e, por outro lado, estender a aplicação das soluções obtidas. Em seguida, descrevemos a forma geral da solução desta equação, construímos o operador de evolução e resolvemos o problema inverso, i.e., a determinação do campo externo supondo o conhecimento de uma solução. Finalizando, para o importante caso de campos externos reais, desenvolvemos um método de construção de novas soluções a partir de uma solução previamente conhecida, utilizando a chamada transformação de Darboux. Em particular, demonstramos a existência de operadores de entrelaçamento de Darboux, que não violam a estrutura específica dos sistemas de dois níveis, e permitem construir novos campos externos também dados por funções reais. Como resultado destes desenvolvimentos, apresentamos uma série de novas soluções exatas para a equação de spin. / The aim of the present work is to study in detail the so called spin equation, which can be used to describe the behavior of two-level systems. We recall that, for real external fields, this equation can be treated as a reduction of the Pauli equation to the 0+1 dimensional base. Initially, we present the relation between the spin equation and some other equations related to diferent physical problems. With these relations, we construct new solutions to the spin equation from the knowledge of the exact solutions of these other problems and, on the other hand, extend the applicability of the obtained solutions. After that, we describe the general solution of the spin equation, construct the evolution operator and solve the inverse problem, i.e., the construction of the external field from a given supposed solution. Finally, for the important case of real fields, we develop a method to construct new solutions from a previously known one, by the application of the so called Darboux transformation. In particular, we demonstrate the existence of Darboux intertwining operators which do not violate the specific structure of the two-level systems and allow the construction of external fields which are also given by real functions. As a result of all these developments, we present several new sets of exact solutions for the spin equation.

O objetivo principal deste trabalho foi adicionar novos módulos (tanto eletrônicos quanto computacionais) necessários para efetuar medidas espectroscópicas com o microscópio de tunelamento construído há alguns anos no Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da USP. Para checar a performance do novo sistema implementado, foram realizadas medidas sobre materiais condutores (grafite e ouro). Visando a análise topográfica e espectroscópica de amostras semicondutoras dos grupos III-V, estudamos alguns métodos para a preparação destas superfícies. Dentre eles, a passivação foi capaz de fornecer os resultados mais significativos. Finalmente, curvas da corrente de tunelamento em função da tensão aplicada à junção foram adquiridas sobre amostras de GaAs e pontos quânticos de InAs crescidos pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE). / The goal of the present work was to upgrade the home-made Scanning Tunneling Microscope present in our group, adding the new hardware necessary to carry out spectroscopic measurements. A new software was also developed to control the new functions of the microscope. In order to check the performance of the whole system, several types of experiments where carried out on graphite and gold. A special care was taken to adequately prepare the samples of III-V semiconductors. The passivation of the sample yielded the best results both for topographic and spectroscopic measurements. Finally, I-V curves were taken on GaAs layers and InAs quantum dots grown by molecular beam epitaxy (MBE).