Orientador: Gustavo Michel Mendoza La Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2009.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-11Bitstream added on 2014-06-13T19:29:34Z : No. of bitstreams: 1 simon_ra_me_bauru.pdf: 585170 bytes, checksum: 22e864a53f831e4bf21be6c6b81ed2f3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na área de pesquisa em sistemas de elétrons fortemente correlacionados, o modelo das super-redes Hubbard tem sido utilizada para explicar e prever comportamentos de heteroestruturas, como multicamadas magnéticas, que apresentam propriedades diferentes e incomuns, comparadas com as dos sistemas homogêneos análogos, E.G., ordenamentos magnéticos e de carga. Neste contexto, foram estudados nesta dissertação os efeitos da introdução de um novo valor , 'T IND. C', para o parâmetro de hopping de elétron nas interfaces de camadas diferentes da super-rede, ou seja, introduziu-se uma modulação na condução entre as camadas. Variou-se 'T IND. C'entre 0.1T e T, onde T é o parâmetro de hopping entre sítios da mesma camada. Para a lacuna de carga encontramos um comportamento dependente da densidade eletrônica na rede. Em geral, momentos magnéticos locais e a ocupação eletrônica nos sítios, apresentam uma distribuição mais uniforme para 'T IND. C'=0.1T. No entanto, nas densidades onde ocorre um aumento abrupto na lacuna de carga com a diminuição de 'T IND. C', essa uniformidade é mais pronunciada, possivelmente devido a uma comensurabilidade entre a distribuição dos elétrons na cadeia e a estrutura da super-rede. Para as funções de correlação de carga, que foram estudadas através do fator de estrutura, encontramos em alguns casos uma dependência em 'T IND. C' do período do ordenamento correspondente. / In the research field of strongly correlated electron systems, the Hubbard superlattice model has been used for explain and predict the behavior of heterostructures, such as magnetic multilayers, whose unusual properties differ from the properties of the analogous homogeneous counterpart. In this context, we have studied here the effects of introducing a new value for the hopping parameter, 'T IND. C', for electrons between different layers, E.G., we introduced a modulation in the electronic conduction between layers. We consider 'T IND. C' in the range 0.1T to T, where T is the hopping parameter for sites inside the layers. For the charge gap, we found a behavior that depends on the electronic density in the lattice. Local magnetic and electronic occupation on sites, generally, show a greater uniformity with decreasing 'T IND. C'. However, for electronic densities where is an abrupt increase in the charge gap for decreasing 'T IND. C', this uniformity is enhanced, probably due to a commensurability between the electronic distribution in the chain and the underlying superlattice structure. For the charge correlation functions, that were studied through their structure factor, we found in some cases a dependency in 'T IND. C' of the correlations oscillation period.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2042.pdf: 1240745 bytes, checksum: bb840b08afa44219468c8a44667f9c1f (MD5) Previous issue date: 2008-10-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work presents a Raman investigation of the optical vibrations in highly doped In-GaAs/InP and GaAs/AlGaAs superlattices (SL s). The InGaAs/InP SL s grown with different periods were analyzed using polarized Raman techniques. No Raman selection rules were found in the long period InGaAs/InP SL s due to the structural defects in the bulk materials constituting the layers. With the decrease of the SL period the selection rules emerges and considerable blue shift of the longitudinal optical mode originated in the barriers were observed, as a manifestation of the coupled plasmon-LO phonon vibrations propagating along the growth axis. The observed effect can be attributed to the formation of the miniband electron energy structure. A quantitative analysis showed that the selection rules noticed in the longitudinal optical vibrations of the short period SL s occur due to the increasing of the coherence length of the coupled modes with respect to the coherence length of the optical phonon. The GaAs/AlGaAs SL s studied were growth with different disorder strengths. In weakly disordered SL s we also observed the coupling between the vertical plasmon and the longitudinal optical phonons of the barriers. The lineshape analysis of the sprectra measured in the strongly disordered SL s allowed us to obtain the plasmon damping constant, proving that in these samples the plasmon presents an overdamping behavior, that provokes the decoupling between the plasmon and the LO-phonon. For the first time we have shown aphysical system in which we can control the plasmon-LO phonon interaction, changing from a coupled regime to a decoupled one, by varying the disorder strength. Plotting both the coherence lengths of the AlAs-like coupled modes and the plasmon damping constants versus the disorder strengths we could draw some conclusion about the process of the transition from the coupled to uncoupled phase and to obtain the behavior of the plasmon relaxation as a function of the disorder. / Este trabalho apresenta um estudo das vibrações ópticas em superredes InGaAs/InP e em superredes GaAs/AlGaAs. As superredes InGaAs/InP crescidas com diferentes períodos foram analisadas através da obtenção de espectros Raman polarizados. Em virtude dos defeitos estruturais das camadas constituintes das superredes as regras de seleção Raman esperadas não foram observadas. À medida que o período das superredes diminui, além do modo longitudinal óptico (LO) originado nas barreiras apresentar um considerável deslocamento para maiores valores de energia, as regras de seleção Raman previstas para esse modo vibracional passam a ser respeitadas. Esses efeitos dão indícios da presença do modo acoplado plasmon-fônon LO, que pode ser atribuído à formação de uma estrutura de minibanda no espectro de energia dos elétrons. Análises quantitativas mostraram que o aparecimento das regras de seleção nas superredes de períodos menores deve-se ao aumento significativo do comprimento de correlação dos modos acoplados em comparação com o do fônon longitudinal óptico. As superredes GaAs/AlGaAs estudadas foram crescidas com diferentes níveis de desordem. As superredes com menores parâmetros de desordem também apresentam acoplamento entre plasmon vertical e o fônon LO das barreiras. As análises das formas das linhas dos espectros das superredes com maiores parâmetros de desordem permitiram-nos obter a constante de amortecimento do plasmon, provando que, neste caso, o plasmon apresenta um comportamento superamortecido que acarreta o desacoplamento entre o plasmon e fônon LO. Este trabalho mostra, pela primeira vez, um sistema no qual pode-se controlar o processo de interação plasmon-fônon LO, mudando do regime acoplado para o desacoplado, através da variação do nível de desordem. Graficando o comprimento de correlação do modo acoplado tipo AlAs e as constantes de amortecimento de plasmon em função do parâmetro de desordem, pudemos traçar algumas conclusões a respeito da transição entre as fases acoplada e desacoplada e também obter o comportamento da relaxação do plasmon em função da desordem.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-04-11T21:04:12Z No. of bitstreams: 1 FranciscoAdrianoDeLimaSantiago_TESE.pdf: 69694068 bytes, checksum: e93c3a9e9df48e10198d801693037647 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-04-17T21:16:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranciscoAdrianoDeLimaSantiago_TESE.pdf: 69694068 bytes, checksum: e93c3a9e9df48e10198d801693037647 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T21:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoAdrianoDeLimaSantiago_TESE.pdf: 69694068 bytes, checksum: e93c3a9e9df48e10198d801693037647 (MD5) Previous issue date: 2018-01-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese apresentamos um estudo teórico da propagação de magnons no regime magnetostático e de ondas eletromagnéticas em super-redes aperiódicas de terras raras formadas pelo disprósio (Dy) e o hólmio (Ho). As super-redes estudadas são a quasiperiódica de Fibonacci e as aperiódicas determinísticas de Thue-Morse e Período-Duplo, sendo todas elas construídas através do empilhamento periódico de células unitárias, as quais são formadas por uma regra substitucional de duas camadas do tipo A/B, em que essa regra depende do tipo de sequência considerada para construção da super-rede. Em consequência do empilhamento das células unitárias ser periódico é possível aplicar nestas estruturas o teorema de Bloch, que junto com o método da matriz-transferência, nos permite encontrar os modos Magnetostáticos de volume e superfície. Estes modos apresentam um comportamento auto-similar das bandas de volume, assim, no limite do número de geração N ser muito grande, esses espectros se tornam um conjunto fractal do tipo Cantor. Também foi verificado propriedades de escala e localização desses modos, que são diferentes para o Dy e Ho. Na propagação de ondas eletromagnéticas analisamos o espectro óptico de reflexão (ou reflectância) para as mesmas super-redes de terra rara. Usamos aqui o modelo de Drude para determinar a função dielétrica das terras raras, que são metais, portanto temos que a reflexão é dominante para esses sistemas. Também usamos as equações de Maxwell e o método da matriz-transferência, que nos permite obter os coeficientes de reflexão. Portanto, analisamos nessas estruturas os espectros para a incidência normal de ondas s-polarizadas (ondas TE) e p-polarizadas (ondas TM), onde observou-se que apresentam um comportamento auto-similar e uma simetria espelho nos seus espectros na região do infravermelho próximo, com a reflectância coincidindo para ambas polarizações. Já na incidência oblíqua verificou-se que a reflectância é sensível à variação do ângulo, variando também com o tipo de super-rede e com a geração da mesma, onde os espectros são diferentes para o Dy e Ho. Na região do infravermelho distante vimos que a reflectância é dominante nas terras raras, como é esperado para os metais.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoryHALA_DISSERT.pdf: 3442484 bytes, checksum: 67a31f75457a130c91557603aba2fbbc (MD5) Previous issue date: 1995-06-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Apresentamos o espectro te?rico das ondas de spin em uma super-rede onde ambos os materiais s?o ferromagn?ticos de Heisenberg. Consideraremos o caso geral em que eles podem apresentar as componentes uniaxial e n?o-uniaxial do campo de anisotropia, enfatizando a contribui??o dos modos de superf?cie, bem como os de volume. Uma componente n?o-uniaxial ( easy plane ) da anisotropia existe em muitos materiais, tais como o ferromagneto CrBr? e o antiferromagneto NiO. Em certos casos a anisotropia pode ser n?o-uniaxial somente na superf?cie (por exemplo, em filmes monocristalinos de Fe). Nossa teoria engloba todos estes casos. Nossos c?lculos s?o feitos para o regime de troca ( exchange ) usando o Hamiltoniano de Heisenberg para descrever o sistema. Usamos o formalismo da matriz transfer?ncia para simplificar a ?lgebra, que de outra forma seria mais complexa. Resultados num?ricos mostram que os efeitos n?o-uniaxiais s?o mais fortes para pequenos kxa, onde kx ? o vetor de onda planar e a ? o par?metro de rede. Tamb?m verificamos a exist?ncia de gaps de frequ?ncia onde n?o existem modos de volume. A localiza??o e largura destes gaps s?o influenciados pela anisotropia n?o-uniaxial. Um caso especial de super-rede feita de um material uniaxial suportado por um n?o-uniaxial ? tamb?m considerado com datalhes, com seu espectro de ondas de spin apresentado e discutido. Acreditamos que com o recente desenvolvimento de super-redes magn?ticas de boa qualidade, possa ser poss?vel provar-se experimentalmente o espectro das ondas de inspin nestas estruturas, a fim de testar nossas predi??es te?ricas. Al?m disso, se os constituintes da super-rede s?o feitos de materiais magn?ticos isolantes ou semicondutores, a grande vetores de onda da excita??o os efeitos de troca s?o dominantes e o sistema pode ser melhor descrito usando-se o modelo de Heisenberg, empregado neste trabalho

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoryHALA_TESE_Capa_ate_pag92.pdf: 4163346 bytes, checksum: f2a1e1fbe3f6f039aa44a075a7399d86 (MD5) Previous issue date: 1999-10-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Apresentamos um estudo te?rico sobre ondas de spin em diferentes regimes magn?ticos, que se propagam em materiais cristalinos e super-redes ferromagn?ticas e antiferromagn?ticas. Nosso trabalho se concentra na descri??o dos modos de superf?cie e volume das ondas de spin que se propagam em tais estruturas, atrav?s do emprego de t?cnicas de matriz-transfer?ncia, segunda quantiza??o e fun??es de Green. Tamb?m apresentamos uma extens?o de trabalhos anteriores, baseados somente no m?todo matricial. O aspectro das ondas de spin no regime de troca (exchange) ? estudado atrav?s da resolu??o da equa??o de movimento na representa??o de Heisemberg da mec?nica qu?ntica para operadores de spin. T?cnicas matriciais s?o aplicadas para o estudo dos magnons no citado regime em materiais ferromagn?ticos, antiferromagn?ticos e que apresentam metamagnetismo. Nosso Hamiltoniano ? composto de termos Zeeman, de troca, e quando se aplicar o caso, de anisotropias uniaxial e n?o-uniaxial. Uma componente n?o-uniaxial no Hamiltoniano produz complica??es matem?ticas na equa??o de movimento resultante. As matrizes de spin que seriam bloco0-diagonais apresentam termos na forma de blocos fora da diagonal neste caso. Os par?metros f?sicos principais considerados s?o o spin m?dio S, o campo magn?tico externo Ho aplicado (que pode ter uma orienta??o arbitr?ria), a constante de acoplamento (no caso de regime de troca) e a fun??o permeabilidade (no regime magnetost?tico). Tamb?m descrevemos o comportamento das ondas de spin em super-redes quasiperi?dicas, apresentando os aspectros de dispers?o no regime magnetost?tico. Definimos como construir tais estruturas a partir dos blocos constituintes n?o peri?dicos. Com o crescente desenvolvimento de m?todos de crescimento de super-redes e sistenmas de multi-camadas, foi poss?vel crescer tais estruturas, tais como GaAs-AlAa e Mo-V. T?cnicas experimentais, incluindo espalhamento de raios-X e Raman, podem ser aplicadas para a verifica??o de nossos resultados. Finalmente, apresentamos poss?veis extens?es para nossa teoria, incluindo o estudo do comportamento fractal das solu??es

Neste trabalho usamos a teoria de Thomas-Fermi para estudar as propriedades eletrônicas de semicondutores planarmente dopados, ou delta-dopados, com densidade de dopantes de moderada a alta. O principal objetivo do trabalho é a verificação de que esta teoria apresenta muito bons resultados com os do método auto-consistente na aproximação de Hartree quando aplicada a este tipo de problema. Verificamos que muitas situações físicas relacionadas a semicondutores delta-dopados podem ser descritas de uma maneira simples e com muito bons resultados. Estudamos o problema de um poço isolado e o problema da super-rede, comparando os resultados de Thomas-Fermi e Hartree. / In this work we have used the Thomas-Fermi theory to study the electronic properties of planar doped semiconductors, or delta-doping, with a moderate to high density of dopants. The main aim of this work is to verify that this theory gives very good results when compared with the self-consistent method in the Hartree aproximation. We have checked that many physical situations related to delta-doping can be described in a simple manner and also with very good results. We have studied the single delta problem and the superlattice problem and we have compared the Thomas-Fermi´s and Hartree´s results.

Energias de ligação do estado fundamental de doadores rasos em super-redes são consideradas teoricamente com o auxílio de um procedimento variacional que leva em conta a mistura do contínuo de estados da minibanda à qual o mesmo está associado. Os cálculos são realizados para um grande número de parâmetros de super-rede e qualquer posição da impureza na mesma. É mostrado que a dependência da energia de ligação com os vários parâmetros envolvidos pode ser completamente explicada em termos de um modelo simples unidimensional (tight-binding) onde a largura da respectiva minibanda de condução e a energia de ligação no Limite de poço isolado são os únicos parâmetros relevantes. A extrema concordância quantitativa entre as energias de ligação derivadas deste modelo e as obtidas pelo método variacional mais rigoroso vem enfatizar o papel fundamental desempenhado pela largura de minibanda com o único parâmetro relevante ao se levar em conta os efeitos de tunelamento existentes nas super-redes. / A variational procedure which takes into account the mixing of a continuum of subband states has been used to investigate the binding energies of shallow donors in superlattices. The calculations where performed for a wide range of superlattices parameters and impurity positions. It is shown that the dependence of the binding energy upon the various superlattice parameters can be completely explained in terms of a simple onedimensional tight-binding model where the bandwidth of the respective conduction subband and the binding energy in the isolated quantum well are the only relevant parameters. The quantitative overall agreement between the binding energies derived from this model and those found variationally is excellent and emphasizes the fundamental role played by the bandwidth as the only relevant parameter accounting for the tunneling effects.

Neste trabalho apresentamos um cálculo teórico para o espalhamento Raman eletrônico via flutuações de densidade de spin de uma super-rede &#948-dopada de GaAs. A estrutura eletrônica da super-rede é determinada utilizando-se a teoria do funcional densidade dentro da aproximação de densidade local. O cálculo da seção de choque revela que sob condições de extrema ressonância existe uma forte dependência das formas de linha com a freqüência de excitação indicando a coexistência de um gás bi e tri-dimensional de elétrons nesta estrutura. Os resultados obtidos mostram excelente acordo entre teoria e experimento. / In this work we theoretically investigate the electronic Raman scattering by spin density fluctuations in periodically &#948-doped GaAs. The electronic structure of the superlattice is determined using density functional theory within the local-density-functional approximation. The calculation of the cross section reveals a strong dependence of the line shape on the exciting frequency under conditions of extreme resonance, which indicates the coexistence of a two and three-dimensional electron gas. The results show an excellent agreement between theory and experiment.

Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático das propriedades ópticas e estruturais de super-redes de pontos quânticos auto-organizados de lnAs. As superredes foram crescidas por epitaxia de feixes moleculares sobre substratos de GaAs orientados na direção (100) com diferentes números de camadas de pontos quânticos e diferentes valores do espaçamento entre elas. As propriedades estruturais das super-redes foram observadas em seção transversal por microscopia eletrônica de transmissão convencional e de alta resolução. Os resultados permitem determinar a evolução da altura, do diâmetro e da densidade dos pontos quânticos em função da modificação da espessura da camada de espaçamento. Também observamos que pontos quânticos empilhados muito próximos tendem a relaxar através da formação de defeitos estruturais identificados como micromaclas. As propriedades ópticas foram investigadas por meio de fotoluminescência a baixa temperatura, bem como variando-se a potência de excitação e a temperatura da amostra. Reportamos um novo comportamento da posição do pico de fotoluminescência com a redução da espessura da camada de espaçamento. Interpretamos este comportamento em termos de modificação do tamanho dos pontos quânticos, acoplamento eletrônico, relaxamento parcial da tensão e formação de centros de recombinação não-radiativa. Usando essas interpretações, calculamos os espectros de fotoluminescência das super-redes, que ajustam muito bem os dados experimentais. As interpretações propostas são também sustentadas pela influência da espessura da camada de espaçamento na intensidade integrada de fotoluminescência e nas energias de ativação / In this work we present a comprehensive and systematic study of the optical and structural properties of self-organized InAs quantum dots superlattices. The superlattices were grown by molecular beam epitaxy on GaAs (100) substrates with different number of quantum dot layers and different thicknesses between these layers. Their structural properties have been observed by conventional and highresolution cross-sectional transmission electron microscopy. The results allow us to sketch the evolution of the dot height, diameter and density when the spacer layer thickness is modified in a wide range. We also observe that closely stacked quantum dots tend to relax through the formation of structural defects identified as microtwins. The optical properties have been investigated by means of conventional, power dependent- and temperature dependent photoluminescence. We report for the first time on an unusual behavior of the photoluminescence peak position when the spacer layer thickness is reduced. We interpret this behavior in terms of quantum dot size modification, electronic coupling, partial strain relaxation and non-radiative recombination centers formation. Using these interpretations, we then produce simulated photoluminescence spectra that fit very well the experimental data. These interpretations are further supported by the spacer layer thickness influence upon photoluminescence integrated intensity and activation energies.