Orientador: Paulo Motisuke / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:07:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_RudsonRibeiro_M.pdf: 5867968 bytes, checksum: 357e2b0e37bf54b293f21f847c3d6cae (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho implementamos experimentos para a medida da corrente de tunelamento em amostras de Dupla Barreira de GaAs/AlxGa1-xAs e de GaAs com dopagem planar de Si (d -doping). Para isto preparamos dois sistemas experimentais: a) "Circuito Ponte de Wheatstone" e b) sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro". O primeiro sistema, "Circuito Ponte de Wheatstone", permite-nos medir diretamente, além da curva característica I vs. V, a primeira e segunda derivada. Sob algumas condições particulares, é também possível obter a curva C vs. V. Entretanto, este sistema está limitado a corrente máxima de 1OmA . O sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro " permite-nos medir apenas a curva I vs. V, mas com correntes de até IA e com resolução melhor que de uma parte em 103 , o que nos possibilita obter a primeira e a segunda derivada numericamente. Para a análise das estruturas na corrente de tunelamento apresentamos os modelos teóricos utilizados para o estudo de tunelamento de elétrons e de buracos em amostras de dupla barreira. Estes são calculados na aproximação da função envelope e no método da matriz de transferência (tunelamento de elétrons), e mais o Hamiltoniano da massa efetiva de Luttinger e Kohn (tunelamento de buracos). Baseado nestes modelos determinamos: i) as posições dos picos na curva I vs. V através do cálculo da corrente de tunelamento (no caso de elétrons) e ii) as curvas das Posições dos Picos da Probabilidade de Transmissão de buracos em função da Tensão Aplicada, o que nos permite comparar estes resultados com os experimentais. Medida da curva d2I/dV2 vs. V para uma amostra de GaAs com dopagem planar (d -doping) mostrou quatro estruturas bem resolvidas. Estas estruturas podem ser associadas à tunelamento ressonante de elétrons através da camada de topo, onde os portadores são injetados do emissor (contato de Au), para as sub-bandas não populadas no poço de potencial delta. Nas amostras de Dupla Barreira de GaAs/AlxGa1-xAs foram medidas as curvas I vs. V utilizando o sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro", e as suas derivadas foram obtidas numericamente. A amostra tipo n , N° 204, apresentou duas estruturas, uma em +2OOmV e outra em -17OmV, para as duas polarizações, as quais associamos a tunelamento ressonante de elétrons com a primeira sub-banda no poço. Outras oscilações observadas foram associadas a transmissão com a segunda sub-banda e com estados virtuais do contínuo. Já a amostra tipo p , N° 199, apresentou uma região de resistência diferencial negativa muito evidente próxima de 1,1 V na curva I vs. V. Segundo o modelo utilizado é esperado um pico de ressonância na curva I vs. V em ~ 167mV. Esta grande discrepância entre o valor esperado e o valor medido se deve principalmente a resistência dos contatos que não nos foi possível eliminar nas amostras de Dupla Barreira tipo p / Abstract: In this work we introduced experiments for tunneling current measurements on double barrier of GaAs/AlxGa1-xAs and single GaAs layer with planar Si d-doped samples. For this purpose, we prepared two experimental system: a) "Wheatstone Bridge" system and b) "Current Source and Voltmeter" system. The former, "Wheatstone Bridge" system, allow us to measure directly not only the I vs. V characteristic curve but also the first and second derivative. It is also possible to measure C vs. V curve on some particular conditions. However, this system is limited to the maximum current of 10mA . The "Current Source and Voltmeter" system allow us to measure only I vs. V curve, but for currents up to 1A and resolution better than one part in 103 .For these data, the first and second derivative are obtained numerically. For analysis of the tunneling current structures, we present theoretical model calculated in the envelope function approximation and in the transfer-matrix method to electron tunneling, and in addition the Luttinger-Kohn effective-mass Hamiltonian formalism is used for hole tunneling. Based on this model we calculated: i) the position of peaks in the I vs. V curve for electron tunneling current and ii) the Transmission Probability Peaks Positions as function of the Applied Voltage for holes, that are to compared to the experiments. The experimental of d2I/dV2 vs. V curve of d -doped GaAs sample shows us four well resolved structures that are assigned, tentatively, to the resonant electron tunneling through the cap layer where the carriers are injected from the emitter (Au contact) to the empty sub-bands into the d -doping potential well. In the double barrier GaAs/AlxGa1-xAs samples we measured I vs. V curves using the "Current Source and Voltmeter" system, and their derivatives were obtained numerically. The n-type sample, #204, presented two structures localized at +200mV and -170mV, that are assigned as resonant tunneling structure to the first subband in the well. Other oscillatory structures are assigned as resonant transmission through the second subband and/or into continuum virtual states. In p-type double-barrier samples used in this work, we observed great discrepancy between the predicted and the measured tunneling structure position values. This is probably due to the big contact resistance values that unfortunately we couldn't remove, during the reprocessing of the samples. Therefore, these p-type double-barrier experiments are not considered in detail in this work / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Peter A. B. Schulz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiveraRiofano_PabloHector_M.pdf: 2807565 bytes, checksum: 8013df28fe538579db6f5600efe7a4a9 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho discutimos a influência da formação de um gás bidimensional na interface emissor-barreira sobre a densidade de corrente de um diodo de tunelamento ressonante de dupla barreira de GaAs-A1GaAs. A formação desse gás bidimensional em função da voltagem aplicada ocorre em dispositivos onde camadas de GaAs não dopadas são crescidas entre os contatos fortemente dopados e a estrutura de barreira dupla propriamente dita. Esse procedimento diminui o espalhamento devido a impurezas ionizadas, melhorando as características corrente-voltagem desses diodos de tunelamento. A formação desse emissor 2D é estudada como função da largura dessas camadas espaçadoras, da temperatura e da voltagem aplicada ao dispositivo. Para isso resolvemos autoconsistentemente a equação de Poisson e a equação de Schrodinger nessas regiões. Essa análise permite-nos inferir diferentes caminhos de tunelamento, relacionados com a formação de estados confinados no emissor, e suas assinaturas em características corrente-voltagem de diodos de tunelamento ressonante / Abstract: We discuss the influence of formation of a 2DG at the emitter-barrier interface on the evaluation of the characteristics of a GaAs-AIGaAs double-barrier quantum well resonant tunneling diode. The formation of a 2DG in function of applied voltage happens in diodes with GaAs undoped spacer layer grown between contacts and barriers. This procedure diminishes the scattering mechanisms and improves the resonant tunneling features. The formation of this 2D emitter is studied in function of spacer layer width, temperature and applied voltage by solving Poisson and Schrodinger equations self-consistently. This analysis permits us to infer different tunneling channels, related to the formation of confined states in the emitter region, and their features in current-voltage characteristics of resonant tunneling diodes / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Diogenes Galetti / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:29:44Z : No. of bitstreams: 1 107022.pdf: 1126647 bytes, checksum: 0e72104ff4308f270c2d93f2fcc432af (MD5)

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1990. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:12Z : No. of bitstreams: 1 000027496.pdf: 1437677 bytes, checksum: d5157496823406ef4faee1e15b2a6300 (MD5)

Neste estudo foi analisado o rompimento da camada isolante em junções túnel (BD). As amostras utilizadas foram produzidas por “magnetron sputtering” a partir de alvos de Al e a camada isolante obtida através da oxidação de parte da camada de Al depositada. As curvas experimentais de corrente versus tensão das junções foram ajustadas usando o modelo apresentado por Simmons. Nos ajustes realizados, os parâmetros: espessura, altura da barreira e também área efetiva foram considerados como parâmetros livres. Isto foi feito, levando em consideração, que a área efetiva pela qual ocorre o tunelamento de um eletrodo à outro na junção túnel é algumas ordens de grandeza menor do que a área física da junção túnel. A área efetiva de tunelamento a qual se refere este estudo, corresponde a “hot spots”, regiões onde, devido à flutuações na espessura da barreira, a probabilidade de tunelamento eletrônico é maior. O estudo do BD é realizado normalmente utilizando um grande número de amostras para que se possa fazer um tratamento estatístico dos dados. O que se busca aqui, é evitar a necessidade de um grande número de amostras para realização do estudo. Com os ajustes obtidos das curvas experimentais procurou-se delinear o ambiente em que o rompimento é favorável e dessa forma ter como predizê-lo, evitando a perda do material envolvido. / The breakdown in tunnel junctions was studied in this work. The samples were produced by magnetron sputtering from Al targets and the insulating layer obtained from the partial oxidation of the metallic Al layer. The current versus voltage experimental curves were analyzed using the Simmons’ model, where the insulating layer thickness, barrier height and effective sample’s area were used as fitting parameters. The term “effective area” corresponds to here total areas of hot spots, which occurs in the samples due to thickness fluctuations concentrating in the tunneling current. The study on the breakdown subject, in general, is made on a large set of samples in order to make a statistical treatment of the data. The study, here purposed, suggest a method to avoid a large number of samples to evaluate the breakdown on tunneling junctions. The proposed method shows how to predict the breakdown event without to run until there.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226759.pdf: 1695562 bytes, checksum: 013ee8d431120009797ba48d1f39675a (MD5) / O chamado condensado Bose-Einstein (BEC) foi previsto pela primeira vez em 1925 por Albert Einstein, utilizando para um gás ideal de átomos com spin inteiro (bósons) as idéias de Satyendra Nath Bose para fótons, porém, o primeiro condensado só foi observado experimentalmente em 1995. Com isso, abriu-se uma vasta janela de possibilidades de fenômenos quânticos possíveis de serem estudados tanto teoricamente quanto experimentalmente. Neste trabalho investigamos a dinâmica de um sistema constituído de átomos em dois estados distintos. Nos concentramos na análise dos fenômenos de tunelamento e auto-armadilhamento (MQST). Para isto utilizamos como ferramenta, os operadores da álgebra SU(2). Paralelamente, estendemos esta investigação para o caso onde há uma componente é constituída de átomos e a outra constituída de moléculas. Na seqüência avaliamos as modificações dos efeitos de tunelamento e auto-armadilhamento após uma transformação de estados coerentes. Sendo que esta transformação nos permitir descrever a dinâmica do sistema através de equações clássicas de movimento.

Neste estudo foi analisado o rompimento da camada isolante em junções túnel (BD). As amostras utilizadas foram produzidas por “magnetron sputtering” a partir de alvos de Al e a camada isolante obtida através da oxidação de parte da camada de Al depositada. As curvas experimentais de corrente versus tensão das junções foram ajustadas usando o modelo apresentado por Simmons. Nos ajustes realizados, os parâmetros: espessura, altura da barreira e também área efetiva foram considerados como parâmetros livres. Isto foi feito, levando em consideração, que a área efetiva pela qual ocorre o tunelamento de um eletrodo à outro na junção túnel é algumas ordens de grandeza menor do que a área física da junção túnel. A área efetiva de tunelamento a qual se refere este estudo, corresponde a “hot spots”, regiões onde, devido à flutuações na espessura da barreira, a probabilidade de tunelamento eletrônico é maior. O estudo do BD é realizado normalmente utilizando um grande número de amostras para que se possa fazer um tratamento estatístico dos dados. O que se busca aqui, é evitar a necessidade de um grande número de amostras para realização do estudo. Com os ajustes obtidos das curvas experimentais procurou-se delinear o ambiente em que o rompimento é favorável e dessa forma ter como predizê-lo, evitando a perda do material envolvido. / The breakdown in tunnel junctions was studied in this work. The samples were produced by magnetron sputtering from Al targets and the insulating layer obtained from the partial oxidation of the metallic Al layer. The current versus voltage experimental curves were analyzed using the Simmons’ model, where the insulating layer thickness, barrier height and effective sample’s area were used as fitting parameters. The term “effective area” corresponds to here total areas of hot spots, which occurs in the samples due to thickness fluctuations concentrating in the tunneling current. The study on the breakdown subject, in general, is made on a large set of samples in order to make a statistical treatment of the data. The study, here purposed, suggest a method to avoid a large number of samples to evaluate the breakdown on tunneling junctions. The proposed method shows how to predict the breakdown event without to run until there.

Neste estudo foi analisado o rompimento da camada isolante em junções túnel (BD). As amostras utilizadas foram produzidas por “magnetron sputtering” a partir de alvos de Al e a camada isolante obtida através da oxidação de parte da camada de Al depositada. As curvas experimentais de corrente versus tensão das junções foram ajustadas usando o modelo apresentado por Simmons. Nos ajustes realizados, os parâmetros: espessura, altura da barreira e também área efetiva foram considerados como parâmetros livres. Isto foi feito, levando em consideração, que a área efetiva pela qual ocorre o tunelamento de um eletrodo à outro na junção túnel é algumas ordens de grandeza menor do que a área física da junção túnel. A área efetiva de tunelamento a qual se refere este estudo, corresponde a “hot spots”, regiões onde, devido à flutuações na espessura da barreira, a probabilidade de tunelamento eletrônico é maior. O estudo do BD é realizado normalmente utilizando um grande número de amostras para que se possa fazer um tratamento estatístico dos dados. O que se busca aqui, é evitar a necessidade de um grande número de amostras para realização do estudo. Com os ajustes obtidos das curvas experimentais procurou-se delinear o ambiente em que o rompimento é favorável e dessa forma ter como predizê-lo, evitando a perda do material envolvido. / The breakdown in tunnel junctions was studied in this work. The samples were produced by magnetron sputtering from Al targets and the insulating layer obtained from the partial oxidation of the metallic Al layer. The current versus voltage experimental curves were analyzed using the Simmons’ model, where the insulating layer thickness, barrier height and effective sample’s area were used as fitting parameters. The term “effective area” corresponds to here total areas of hot spots, which occurs in the samples due to thickness fluctuations concentrating in the tunneling current. The study on the breakdown subject, in general, is made on a large set of samples in order to make a statistical treatment of the data. The study, here purposed, suggest a method to avoid a large number of samples to evaluate the breakdown on tunneling junctions. The proposed method shows how to predict the breakdown event without to run until there.

Orientador: Marcus A. M. de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-02T12:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arraut_JosefinaMoraes_M.pdf: 63322444 bytes, checksum: b25641915f33381b28d1b3b3165f46d1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho estudamos a influência do caos sobre o tunelamento de partículas. Utilizamos como modelo um potencial unidimensional, quártico, do tipo poço duplo, perturbado por um termo periodicamente dependente do tempo. A perturbação introduz caos, tornando o sistema misto, isto é, fazendo com que apresente ilhas de movimento regular imersas em um mar de caos em seu espaço de fase. Alterando a amplitude e a frequência da perturbação periódica conseguimos variar o número, a disposição e o tamanho das ilhas regulares, e a quantidade de caos que as separa. Estudamos a propagação de pacotes de onda localizados neste potencial, utilizando-os como representações semiclássicas de partículas. Observamos que, no regime semiclássico em que trabalhamos (pacotes localizados), a região de interesse é a fronteira entre regularidade e caos. O principal efeito quântico atuante nesta região é a reflexão, não o tunelamento. Observamos no entanto que a presença do caos favorece o tunelamento dos pacotes de onda neste regime / Abstract: We have studied the effects of chaos on the tunneling of particles. As a model we used a one dimensional double well-type quartic potencial, perturbed by a periodic driving. The driving force introduces chaos and the sistem becomes mixed, exhibiting islands of regular motion immersed in a sea of chaos in its classical phase space. By altering the amplitude and the frequency of the periodic driving we were able to vary the number, disposition and size of the regular islands, and the amount ou chaos in between them. We studied the propagation of localized wave packets in this potential, using them as semiclassical representations of particles. We observed that, in the semiclassical regime in which we have worked (localized wave packets), the region of interest is the border between regularity and chaos. The main quantum effect at play in this region is re ection, not tunneling. We observed however, that the presence os chaos favours the tunneling of wave packets in this regime / Mestrado / Física / Mestra em Física