Orientador: Jose Antonio Brum / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:01:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_XimenesRocha_M.pdf: 2188818 bytes, checksum: 081e5c734241d1fd7bfb5f31ef4960fd (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho, estendemos o formalismo de Massa Efetiva e Função Envelope aplicado ao cálculo de heteroestruturas para incluir acoplamento entre vales de pontos distintos da zona de Brillouin. Em particular , estudamos a simetria do acoplamento G -X e aplicamos o formalismo desenvolvido ao problema de Excitons confinados em poços quânticos G -X acoplados. analisamos a transição sistema direto/sistema indireto mediada por um campo elétrico externo e calculamos, em função deste campo, alguns parâmetros que são importantes para a dinâmica excitônica neste materiais: massa efetiva perpendicular à interface, dispersão de estados, força de oscilador / Abstract: In this work we have extended the Effective Mass and Envelope Function approximation applied to heterostructures to address the problem of mixing among different valleys in the Brillouin zone. We have studied specifically the symmetry of G -X mixing and we applied the developed model to treat confined excitons in coupled G - X quantum wells. We analyzed the transition between direct and indirect system assisted by an external electric field and calculated some parameters, as a function of this field, that are important to excitonic dynamics: effective mass perpendicular to interfaces, dispersion of states, oscillator strength / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Eliermes Arraes Meneses / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JoseBrasBarretode_D.pdf: 2128248 bytes, checksum: 1d576942bf4ef72cea20fa8f5ee0ccee (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Neste trabalho estudamos as propriedades ópticas de excitons e de aceitadores de Be, confinados num sistema de múltiplos poços quânticos de GaAS/Ga0.7AlO.3As, usando as técnicas de fotoluminescência e fotoluminescência de excitação. Observamos a emissão relacionada aos excitons ligados os quais acreditamos estar ligados a defeitos ionizados localizados na interface. A dimensão lateral média das microrugosidades das interfaces foi determinada usando medidas de magneto-fotoluminescência e a aplicabilidade do modelo de Singh-Bajaj foi testada. Analisamos o efeito de ilhas planas e extensas, presentes na interface, sobre as energias de ligação e as energias dos estados excitados dos aceitadores de Be confinados. Calculamos, ainda, a forma de linha da fotoluminescência, associada à transição "free-to-bound", comparando com nossos resultados experimentais / Abstract: In this work we have studied the optical properties of excitons and Be acceptors, confined in a GaAS/Ga0.7AlO.3As multiple quantum well system, using photoluminescence and photoluminescence excitation techniques. We observed na emission related to the bound excitons which we believe are bound at the ionized interface defects. The average lateral dimensions of interface microroughness was determined from magneto-photoluminescence measurements and the applicability of the Singh-Bajaj's model was tested. We have performed an analysis of the effect of flat islands, localized at interfaces, on the binding energies and excited states energies of the confirmed Be acceptors. Also, we have calculated the photoluminescence line shape, associated to the free-to-bound transition, and confronted it with our I experimental results / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Jose Antonio Brum / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:28:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano_RodrigoAndre_M.pdf: 2078146 bytes, checksum: 61839b17f9e944c2a44b2090bc19616c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho, apresentamos um estudo das propriedades ópticas de Caixas Quânticas (QDs) semicondutoras. Iniciamente, um sistema de GaAs / In0.24Ga0.76As /Al0.3Ga0.7As, intensionalmente dopado com material do tipo-n foi considerado, onde ocorre a transferência de elétrons provenientes da dopagem para o poço quântico de In0.24Ga0.76As. Os QDs encontram-se na interface poço/barreira. Apresentamos uma aproximação simples para saber como que a presença QDs influenciam na transferência de cargas. Nossos resultados mostram que a presença dos QDs na amostra não alteraram significativamente a transferência de cargas e, basicamente, o que ocorre é uma redistribuição dos elétrons que deixam o poço quântico e passam ocupar os estados dos QDs. Quando excitados opticamente, o QD é ocupado por um par elétron buraco. Em materiais do tipo-II, o elétron e o buraco estão em materiais diferentes mas podem formar um par de particular ligadas, via interação Coulombiana. Estudamos as excitações ópticas em QDs de InP/GaAs, que apresenta alinhamento de banda do tipo-II, no qual o elétron está confinado na região do InP enquanto o buraco se encontra livre na região do GaAs. Outro problema abordado foi o problema do éxciton carregado negativamente (X-). O elétron extra, que pode ser proveniente da dopagem ou de uma excitação óptica acima da barreira, fica confinado na região do InP alterando o espectro óptico da amostra. Nossos resultados mostram que o buraco é ligado em ambos os casos. A recombinação entre complexos do tipo X- emite fótons mais energéticos do que o fóton emitido na recombinação do éxciton neutro, contribuindo no deslocamento para o azul do espectro de fotoluminescência quando a potência laser é aumentada / Abstract: In this work, we present a study of the optical properties of semiconductor Quantum Dots (QDs). First, we consider a system of GaAs/In0.24Ga0.76As/Al0.3Ga0.7As intentionally doped with type-n material, where the electrons are transfer from the doping layer to the In0.24Ga0.76As quantum well. The QDs are in the well/barreir interface. We present a simple approuch to know how the presence of the QDs influences the charge transfer. Our results show that the presence of the QDs in the sample does not modify significantly the charge transfer and, basically, what happens is a redistribution of the electrons from the quantumwell to the QDs states. When optically excited, the QD is occupied by a pair electron-hole. In type- II material, electron and hole are in different layer but they can form a pair of bound particles, due to Coumlombian interaction. We studied the optical excitations in InP/GaAs QD that presents type-II band alignment. The electron is confined in InP region while the hole are free in GaAs region. Other problem investigated concerns the negative charged exciton (X-). The extra electron can be from the doping or from an optical excitation above the barrier, being confined in the InP region modifying the optical spectrum of the sample. Our results show that the hole is bound in both cases. The recombination of X- complex emits photons with higher energy than the neutral exciton recombination, contributing to the blue shift of the photoluminescence spectrum with the increasing laser power / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: José Antonio Brum / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Narvaez_GustavoArnaldo_D.pdf: 8681524 bytes, checksum: 7506f072696269a2c96b2565d6bbb761 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho estudamos o efeito combinado da interação elétron-elétron e a mobilidade do buraco de valência nos estados eletrônicos e a absorção óptica em semicondutores de baixa dimensionalidade dopados com elétrons. Modelamos dois sistemas diferentes: i) pontos quânticos auto-organizados, e ii) sistemas bidimensionais. No primeiro caso calculamos a absorção óptica usando diagonalização exata para o cálculo dos estados eletrônicos finais na presença do buraco de valência. Nossos resultados mostram que o efeito combinado das interações e o recúo do buraco originam um espectro de absorção complexo que apresenta assinaturas claras do número de elétrons ocupando o ponto quântico. No caso de sistemas bidimensionais focalizamos nossa atenção em dois problemas específicos: i) o estado fundamental de um complexo de dois elétrons e um buraco de valência (tríon), e ii) os estados eletrônicos e absorção óptica de um gás de elétrons bidimensional. Por um lado, usando técnicas de diagonalização exata e o método variacional, mostramos que o efeito da mobilidade do buraco de valência no estado fundamental do tríon pode ser representado por uma interação adicional entre os elétrons. Esta nova interação modifica a correlação eletrônica e tende a diminuir a energia de ligação do complexo. Por outra parte, o estudo dos estados eletrônicos do gás de elétrons 2D foi feito na aproximação de campo médio (Hartree e funcional da densidade local) em um sistema finito. Calculamos o espectro de absorção óptica usando um modelo de um partícula que permite a inclusão dos efeitos da interação eletrônica e do recúo do buraco / Abstract: In this work we study the combined effect of the electron-electron interaction and the valence-hole mobility on the electronic states and optical absorption in low dimensional electron doped semiconducting systems. We model two different systems : i) self-assembled quantum dots, and ii) two-dimensional systems. In the first case we calculate the optical absorption using exact diagnalization techniques to calculate the final electronic states in the presence of the valence-hole. Our results show that the combined effect of interactions and hole recoil originate a complex absorption spectrum with clear signatures of the number of electrons charging the dot. On the case of two-dimensional systems we focused in two specific problems: i) the ground state of a complex having two electrons and a valence hole (trion), and ii) the electronic states of a two-dimensional electron gas. Using exact diagonalization techniques and a variational method we show that the effect of the valence-hole mobility may be considered as an additional interaction among electrons. This new interaction modifies the electronic correlation and tends to decrease the binding energy of the complex. On the other side, the study of the electronic states of the two-dimensional electron gas was performed within a mean-field approximation (Hartree and local density functional) on a finite system. We calculate the absorption spectrum using a single-particle model that allows us to include the effect of electronic interactions and hole recoil / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Eliermes Arraes de Meneses / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:17:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laureto_Edson_D.pdf: 1405302 bytes, checksum: c968370a0a1573efd8fecf84d420629c (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Fernando Iikawa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:39:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_PauloFreitas_M.pdf: 1146621 bytes, checksum: b7f76e8d642550fddb547a7ed86d00e3 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Estudamos a influência de uma pressão biaxial externa sobre a estrutura de banda de poços quânticos de GaAs / AlGaAs por medidas ópticas. A aplicação de uma pressão externa é uma técnica bastante útil no estudo de efeitos da mistura das bandas em heteroestruturas, principalmente da banda de valência. A sua grande vantagem é de ter controle externo utilizando uma mesma amostra. Utilizamos técnicas de medidas de fotoluminescência e fotoluminescência de excitação. A medida da deformação (tensão) foi feita a partir do pico de luminescência da camada espessa de GaAs da própria amostra. Os poços quânticos investigados têm uma largura nominal de 107Å, onde a separação de energia entre a subbanda de buraco pesado e leve no centro da zona de Brillouin é de 12 meV. A célula de pressão utilizada aplica uma tração biaxial suficiente para deslocar as subbandas com energias maiores que essa separação. Realizamos cálculos numéricos das dispersões de energia da banda de valência utilizando o Hamiltoniano 6x6 de Luttinger-Kohn e de Bir-Pikus, para analisar os dados experimentais. Uma propriedade interessante observada nos resultados experimentais, que fora previsto nos cálculos, é o anti-cruzamento entre as subbandas nos estados fundamentais do buraco leve e pesado. O "gap" indireto também previsto teoricamente, não foi observado devido ao efeito de localização que alarga a linha de emissão e absorção da ordem da diferença de energia entre o topo da banda de valência e o centro da zona. Este trabalho abre possibilidades de realizar estudos futuros de efeitos da mudança na estrutura de bandas em poços quânticos, como por exemplo, sobre a dinâmica e formação de éxcitons, como também magneto-éxcitons. A aplicação simultânea de uma pressão biaxial e um campo magnético permite investigar o fator-g de Landé ( efeito Zeeman ) influenciado pela mistura das bandas em poços quânticos / Abstract: We have studied the influence of external biaxial stress in GaAs / AlGaAs quantum wells heteroestructures by optical measurements. For this purpose, we have used photoluminescence and excitation photoluminescence measurement techniques. Biaxial stress application is a extremelly useful technique to study the valence band mixing in heterostructures, and its greatest advantage is the external control of the sample strain.. The measurement of strain (stress) was carried out measuring the photoluminescence peak of the thick GaAs layer. The quantum wells have nominal width of L = 107 Å, and the energy difference between the heavy and light hole subband is about 12 meV, in k = 0 (center of first Brillouin zone). The pressure cell used applies a biaxial stress enough to dislocate the subbands more than 12 meV (the energy difference between the heavy and light hole subbands). We have numerically calculated the valence band energy dispersion using the Bir-Pikus and Luttinger-Kohn 6x6 hamiltonian to analyze the experimental data. An interesting property observed in the experimental data and theoretically simulation, is the anti-crossing between the heavy and light hole subband in the ground state. The indirect gap, also theoretically predicted, was not observed due the localization effect. This effect extends the emission and absorption line in amount of the energy difference between the valence band top and the center of the zone. This work opens possibilities for future studies about the effects of changes in the quantum well band structure, like dynamics and formation of excitons, also magnetic-excitons. The simultaneous application of biaxial stress and magnetic field permits to investigate the Landé g-factor (Zeeman effect) influenced by the band mixing in quantum wells / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Antonio Brum / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:07:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_MariaCarolinadeOliveira_M.pdf: 2381669 bytes, checksum: b013d15f300f2b381b2c5d4cdf9c7c9c (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo principal do nosso trabalho é estudar o processo de formação de éxcitons em poços quânticos de semicondutores. Iniciamos esta dissertação com uma discussão dos diferentes processos de espalhamento, dentre eles a formação de éxcitons, envolvidos quando um semicondutor é excitado por um pulso de laser ultracurto. Em seguida, apresentamos uma revisão de alguns resultados experimentais presentes na literatura, através dos quais fica evidente a dificuldade encontrada para se extrair das medidas realizadas informações sobre o processo de formação de éxcitons. No nosso modelo, descrevemos a formação de um éxciton como a transição de um par elétron-buraco no limiar do contínuo do éxciton para o estado excitônico fundamental via espalhamento com fônons acústicos longitudinais. Este é um processo bimolecular, caracterizado por uma taxa bimolecular de formação. Calculamos esta taxa tanto na aproximação parabólica para as dispersões das subbandas de valência como levando em consideração o acoplamento das subbandas de buraco pesado e buraco leve, que torna não-parabólicas as dispersões das subbandas de valência e do centro de massa do éxciton. Na aproximação parabólica, os resultados mostram que a maior parte dos éxcitons é formada com energia cinética em torno da energia de ligação do estado excitônico fundamental. Isto deve-se à pouca energia dos fônons que efetivamente participam do processo de formação de éxcitons. No caso não-parabólico, a contribuição não nula dos espalhamentos com troca de paridade abre mais um canal para processos que envolvem troca de spin. Apresentamos ainda nesta dissertação o estudo do processo de captura de portadores por um fio quântico na forma de T. A pequena diferença entre as energias dos estados quase-bidimensionais do contínuo e o estado ligado quase-unidimensional do fio faz com que haja uma competição entre o processo de captura e o processo de formação de éxcitons nestes sistemas / Abstract: The main goal of this work is to study the exciton formation process in semiconductor quantum wells. First, we discuss the different scattering processes, besides the exciton formation, involved when a semiconductor is excited by an ultrashort laser pulse. Next, we review the main experimental results from the literature. It shows the difficulty in extracting from the experiments the information about the exciton formation process. In our model, we describe the formation of an exciton by the transition of an electron-hole pair in the threshold of the exciton continuum to the ground exciton state through scattering with longitudinal acoustical phonons. This is a bimolecular process, caracterized by a bimolecular formation rate. We calculate this rate considering the parabolic and the non-parabolic dispersions for the valence subbands and the exciton center-of- mass. In the parabolic approximation, the results show that most of the excitons are formed with an excess of kinetic energy of the order of the exciton ground state binding energy. This is a consequence of the low energy of the phonons which effectively participate in the process. In the non-parabolic case, there is a finite probability of scattering involving the change of parity in symmetric quantum wells. This opens a channel for spin-flip transitions We also discuss the carrier capture process in T-shaped quantum wires. The small difference between the energies of the quasi-two-dimensional continuous states and the quasi-unidimensional bound state makes the exciton formation process to compete with the capture process / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Eliermes Arraes Meneses / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:40:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendonca_CesarAugustoCurvellode_M.pdf: 1779771 bytes, checksum: d1a5e39ca7e4da8c9f3213d9f403a4db (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Foram feitas medidas de fotoluminescência em regime de baixo nível de excitação ótica e baixas temperaturas (< 2K). Os objetivos deste trabalho foram a caracterização e o estudo de algumas amostras de Arseneto de Gálio(GaAs), crescidas por Epitaxia por Feixe Molecular(MBE) não dopadas, e outras crescidas por Epitaxia de Fase Líquida(LPE) dopadas com Estanho(Sn). Nas primeiras, a baixa eficiência quântica de emissão das linhas excitônicas foram associadas à possível existência de grande concentração de defeitos gerados no processo de crescimento. Por outro lado, observamos alta Intensidade para linhas atribuídas a transições envolvendo impurezas aceitadoras, as quais apontaram para a presença de altas concentrações de Carbono no material. Nas últimas verificamos, através do espectro, a presença de impurezas aceitadoras de Zinco, Carbono e Estanho. Focalizamos principalmente o nível aceitador profundo introduzido no "gap" do GaAs, pelo Sn, através das transições ocorridas a partir do complexo exciton ligado à impureza (Snº, X) e banda impureza (e, Snº). Um cálculo para energia de ligação do complexo foi proposto, considerando-se uma renormalização dos valores da massa efetiva de buraco, m*b, e da constante dielétrica / Abstract: Photoluminescence measurements have been performed under low excitation levels and low temperatures (< 2K). The main goals in this work has been the characterization and the study of some samples of undoped Gallium Arsenide (GaAs), grown in a Molecular Bean Epitaxy (MBE) system, and Liquid-Phase-Epitaxy(LPE) GaAs, which were intentionally doped with Tin(Sn). In the former the low emission quantum efficiency of the excitonic lines has been related to the possible existence of a high concentration of defects, generated in the growth process. On the other hand, the high intensity observed in those lines attributed to transitions involving acceptor impurities, pointed to the presence of high concentrations of Carbon in this material. In the latter, the presence of acceptor impurities as Zinc, Carbon and Tin has been verified. We foccused most of our attention at the deep acceptor level, in the gap, due to Sn in GaAs through the transitions from the excitonic complex (Snº, X) and band impurity (e, Snº). A calculation of the binding energy of this complex has been proposed, taking into account a renormalization of the hole effective mass, m*h, and dielectric constant / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Dario Antonio Donatti / Banca: Fábio Simões de Vicente / Banca: Ivan de Oliveira / Resumo: A incorporação de nanopartículas em matrizes híbridas produz materiais com grande potencial para aplicações em diversas áreas de estudo. Na óptica, sua funcionalidade surge quando elétrons confinados em estruturas tridimensionais nanométricas são excitados. Em princípio, esses materiais exibem nível de energia discreto, apresentando picos estreitos no espectro de absorção. Tal comportamento torna-os atrativos para óptica não-linear e aplicações eletro-ópticas. Neste trabalho, o processo sol-gel foi utilizado para a síntese de nanocompósitos contendo CuCl ou CuBr. Cu2O, HBr e HCl foram utilizados como precursores para os CuBr e CuCl, e a matriz Orgânica/Sílica foi preparada a partir dos alcóxidos 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) e Tetraetilortosilicato (TEOS). As amostras foram preparadas na forma de filmes finos depositados sobre lâminas de vidro, utilizando a técnica Dip-Coating. Após a secagem, as amostras foram tratadas num forno convencional e/ou expostas à radiação UV utilizando uma luz negra comercial. A espectroscopia de absorção UV-VIS permitiu identificar estreitas bandas de absorção, bem como sua variação. O espectro de absorção (UV-VIS) registrou à temperatura ambiente picos em 418 e 399 nm para as nanopartículas de CuBr e a 376 e 380 nm para as nanopartículas CuCl, correspondente aos excitons Z1,2 e Z3 respectivamente. Comportamento semelhante foi relatado na literatura / Abstract: The incorporation of nanoparticles in hybrid matrices has produced materials with great potential for applications in many fields of study. In optics, its functionality arises when electrons confined in nanometric three-dimensional structures are excited. At first, these materials exhibit discrete energy level, with sharp peaks in the absorption spectrum. Such behavior makes them attractive to non-linear optical and electro-optical applications. In this work, the sol-gel process was used for the synthesis of nanocomposite containing CuCl or CuBr. These complexes decompose during thermal or ultraviolet treatment, and form copper halide nanoparticles. Cu2O, HCl and HBr were used as precursors for the CuBr and CuCl, and the organic matrix/silica was prepared from alkoxides of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) and tetraethylorthosilicate (TEOS). The samples were made in the form of thin films deposited on glass slides using the dip-coating technique. After drying, they were treated in a conventional oven and/or exposed to UV radiation using a commercial black light. The UV-VIS absorption spectrum allowed to identify narrow absorption bands, such as its variation. The absorption spectrum (UV-Vis) recorded at room temperature showed peaks at 418 and 399 nm CuBr nanoparticles and 376 and 380 to CuCl nanoparticles corresponding to the excitons Z1,2 and Z3 respectively. Similar behavior has been reported in the literature / Mestre