Recentemente, tem sido questionada a validade do teorema de Migdal nos fuieretos dopados supercondutores. Motivados por esse problema, realizamos nesta dissertação uma revisão das propriedades físicas destes novos e notáveis materiais: os fulerenos e outros representantes desta família de compostos orgânicos que possuem estrutura geométrica de gaiola fechada. Em primeiro lugar abordamos, ainda que de maneira sucinta, alguns fundamentos da teoria microscópica BCS (Bardeen, Cooper e Schrieffer, 1961) da supercondutividade, tais como o problema da instabilidade do líquido de Fermi, a formação de pares de Cooper, o método da transformação canônica para demonstrar o aparecimento da interação efetiva atrativa entre os elétrons do par, as equações de Gor'kov demonstrando o surgimento do gap supercondutor, e a expressão BCS da temperatura crítica no limite de acoplamento fraco. Após, revisamos o trabalho realizado por Grimaldi, Cappelluti e Pietronero (1995), sobre a supercondutividade não adiabática nos fuieretos dopados, no qual são feitas correções de vértice para a interação elétron-fônon, usando o método perturbativo. Naquele trabalho eles utilizam um modelo de fônons de Einstein com uma única freqüência para caracterizar a função espectral de Eliashberg, necessária para obter tais correções de vértice Nossa proposta neste trabalho é generalizar este modelo por um constituído de várias Lorentzianas truncadas, centradas nas freqüências dos principais modos de vibração da rede cristalina: os intermoleculares, os ópticos e os intramoleculares. Encontramos como resultado deste estudo que as correções de vértice, com contribuição multifonônica, introduzem modificações substancias como um aumento da temperatura crítica e variação no coeficiente isotópico, dando resultados mais próximos dos obtidos experimentalmente, em contraste daqueles obtidos na teoria de Migdal-Eliashberg, sem correções de vértice.

Recentemente, tem sido questionada a validade do teorema de Migdal nos fuieretos dopados supercondutores. Motivados por esse problema, realizamos nesta dissertação uma revisão das propriedades físicas destes novos e notáveis materiais: os fulerenos e outros representantes desta família de compostos orgânicos que possuem estrutura geométrica de gaiola fechada. Em primeiro lugar abordamos, ainda que de maneira sucinta, alguns fundamentos da teoria microscópica BCS (Bardeen, Cooper e Schrieffer, 1961) da supercondutividade, tais como o problema da instabilidade do líquido de Fermi, a formação de pares de Cooper, o método da transformação canônica para demonstrar o aparecimento da interação efetiva atrativa entre os elétrons do par, as equações de Gor'kov demonstrando o surgimento do gap supercondutor, e a expressão BCS da temperatura crítica no limite de acoplamento fraco. Após, revisamos o trabalho realizado por Grimaldi, Cappelluti e Pietronero (1995), sobre a supercondutividade não adiabática nos fuieretos dopados, no qual são feitas correções de vértice para a interação elétron-fônon, usando o método perturbativo. Naquele trabalho eles utilizam um modelo de fônons de Einstein com uma única freqüência para caracterizar a função espectral de Eliashberg, necessária para obter tais correções de vértice Nossa proposta neste trabalho é generalizar este modelo por um constituído de várias Lorentzianas truncadas, centradas nas freqüências dos principais modos de vibração da rede cristalina: os intermoleculares, os ópticos e os intramoleculares. Encontramos como resultado deste estudo que as correções de vértice, com contribuição multifonônica, introduzem modificações substancias como um aumento da temperatura crítica e variação no coeficiente isotópico, dando resultados mais próximos dos obtidos experimentalmente, em contraste daqueles obtidos na teoria de Migdal-Eliashberg, sem correções de vértice.

Recentemente, tem sido questionada a validade do teorema de Migdal nos fuieretos dopados supercondutores. Motivados por esse problema, realizamos nesta dissertação uma revisão das propriedades físicas destes novos e notáveis materiais: os fulerenos e outros representantes desta família de compostos orgânicos que possuem estrutura geométrica de gaiola fechada. Em primeiro lugar abordamos, ainda que de maneira sucinta, alguns fundamentos da teoria microscópica BCS (Bardeen, Cooper e Schrieffer, 1961) da supercondutividade, tais como o problema da instabilidade do líquido de Fermi, a formação de pares de Cooper, o método da transformação canônica para demonstrar o aparecimento da interação efetiva atrativa entre os elétrons do par, as equações de Gor'kov demonstrando o surgimento do gap supercondutor, e a expressão BCS da temperatura crítica no limite de acoplamento fraco. Após, revisamos o trabalho realizado por Grimaldi, Cappelluti e Pietronero (1995), sobre a supercondutividade não adiabática nos fuieretos dopados, no qual são feitas correções de vértice para a interação elétron-fônon, usando o método perturbativo. Naquele trabalho eles utilizam um modelo de fônons de Einstein com uma única freqüência para caracterizar a função espectral de Eliashberg, necessária para obter tais correções de vértice Nossa proposta neste trabalho é generalizar este modelo por um constituído de várias Lorentzianas truncadas, centradas nas freqüências dos principais modos de vibração da rede cristalina: os intermoleculares, os ópticos e os intramoleculares. Encontramos como resultado deste estudo que as correções de vértice, com contribuição multifonônica, introduzem modificações substancias como um aumento da temperatura crítica e variação no coeficiente isotópico, dando resultados mais próximos dos obtidos experimentalmente, em contraste daqueles obtidos na teoria de Migdal-Eliashberg, sem correções de vértice.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseVEEC.pdf: 1596360 bytes, checksum: a1bc2433298a824834d595326d99a608 (MD5) Previous issue date: 2005-03-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the present work, the localization properties of the single-particle and collective excitations subjected to a random potential in the AlGaAsSi alloys and in the intentionally disordered GaAs/AlGaAs:Si superlattices (SL s)were investigated by magnetoresistance and Raman scattering. As it is well known, the fluctuations of the eletronic potential, which occur in doped SL s and alloys destroy the translational invariance giving rise to a spatial coherence length of the elementary excitations and, as consequence, cause the breakdown of the Raman selection rules leading to the broadening and assymetry of the Raman lines. The analysis of the shape of the spectral lines allows one to determine the coherence lengths of the elementary excitations involved in the Raman process and thus, to study their localization properties. It was shown that the Landau damping determines the localization lengths of the collective plasmon-like excitations in bulk AlGaAs alloy. Meanwhile the localization lengths of both,the single-particle and collective excitations are limited by disorder in the intentionally disordered superlattices. The localization lengths of the plasmon-like excitations obtained by Raman Spectroscopy was compared with the phase-breaking lengths measured by Magnetoresistance. We had verified that in superlattices the localization length of the individual electron was found to be considerably larger than localization length corresponding to the collective excitations. This suggests that the effect of disorder has weaker influence on the electrons than on their collective motion and that the interaction, which gives rise to the collective effects, increase the localization. / Neste trabalho, as propriedades de localização das excitações de uma partícula e das excitações sujeitas a um potencial aleatório em ligas AlGaAs:Si e em superredes intencionalmente desordenadas GaAs/AlGaAs:Si (SL s) foram investigadas por magnetoresistência e espalhamento Raman. Como é bem sabido, as flutuações do potencial eletrônico, que ocorrem em SL s e ligas dopadas destroem a invariância translacional permitindo o aparecimento de um comprimento de localização espacial das excitações elementares e, como consequência, causando a relaxação das regras de seleção o que provoca a largura e assimetria das linhas Raman. A análise da forma das linhas espectrais permite determinar os comprimentos de localização das excitações elementares envolvidas no processo Raman e assim, estudar suas propriedades de localização. No caso das ligas AlGaAs:Si, mostrou-se que o amortecimento de Landau determina os comprimentos de localização das excitações coletivas tipo plasmon. Entretanto, nas SL s intencionalmente desordenadas, as propriedades de localização tanto das excitações de uma partícula quanto das excitações coletivas são limitadas pela desordem. Os comprimentos de localização das excitações tipo plasmon obtidos por espectroscopia Raman foram comparados com os comprimentos de coerência de fase do elétron medidos por magnetoresistência. Verificamos que em superredes o comprimento de localização das excitações de uma partícula é consideravelmente maior que o comprimento de localização das excitações coletivas. Isto sugere que o efeito da desordem é mais fraco para os elétrons do que para os movimentos coletivos e que a interação permite que os efeitos coletivos aumentem a localização.

Realizamos medidas de tempos de relaxação de centros F em cristais de KCN, pela técnica de saturação do sinal de absorção por pulsos de microonda. Observamos um comportamento não exponencial para a recuperação da magnetização da amostra ap6so pulso. Este fato deve-se ao efeito combinado de relaxação cruzada ou difusão da magnetização pelo espectro de absorção, juntamente com a relaxação spin-rede. Medidas à 4,2 °K e 1,8 °K fornecem indícios que, ap6s algum tempo, apenas a relaxação spin-rede sobrexiste. O modelo teórico baseado na modulação da interação hiperfina e no processo direto fornece tempos menores que os obtidos experimentalmente. Isto deve-se à formação de conglomerados de centros. Também elaboramos um modelo levando em conta processo Raman, para prever tempos de relaxação spin-rede a temperaturas mais elevadas. / We measure the spin-lattice relaxation time of F centers in KCN at 1.8 and 4.2 K using the saturation recovery technique. The observed recovery is non exponential. This result is interpreted in terms of the combined effect of cross-relaxation and spin lattice relaxation. The values obtained for T1 (- sec) are found to be shorter than those calculated theoretically. This discrepancy is throught to arise from the presence of clusters. The characteristic time found from the initial part of recovery is found to be -6 sec in agreement with that found in KC for the recovery of a hole burnt in the resonance line (45). Finally the value of T1 was calculated for the Raman processes at high temperature and compared with known results.

Neste trabalho estudamos os efeitos polarônicos sobre um gás de elétrons quase bidimensional presente em heteroestruturas semicondutoras (heterojunções e poços quânticos de GaAs-AlGaAs) sob a ação de um campo magnético uniforme aplicado na direção perpendicular a interface, através de teoria de perturbação de segunda ordem. Calculamos a massa ciclotrônica considerando a interação elétron-fonon LO e os efeitos de blindagem e não parabolicidade da banda de condução do GaAs. Os resultados obtidos são comparados com recentes dados experimentais de ressonância ciclotronica e apresentam ótima concordância. Estudamos também a energia de ligação do estado fundamental de uma impureza hidrogenóide localizada no interior de um fio quântico retangular de GaAs envolvido por AlGaAs, como função das dimensões do fio para varias alturas das barreiras de variacional, usando várias formas para a função de onda tentativa do sistema. Consideramos também a contribuição polarônica a energia de ligação. Comparamos nossos resultados com recentes cálculos da energia de ligação, efetuados por outros autores. / In this work we study the polaronic effects on the two dimensional electron gas present in semiconductor heteroestructures (GaAs-AlGaAs heterojunctions and quantum wells) when a uniform magnetic field is applied perpendicular to the interface, using second order perturbation theory. By taking into account the effect of nonparabolicity and screening of the electron-fonon LO interaction the calculated effective mass is compared to the recent experimental date. Good agreement is found with available date. The binding energies of a hydrogenic impurity located in quantum well wires of GaAs surrounded by AlGaAs are calculated as a functions of the size of the wire for several values of the heights of the potential barriers and diferent positions of the impurity inside the wire. We follow a variational approach choosing several trial wave functions for the ground state. The polaronic contribution to the binding energy is considered. We compare our results with those previously obtained by other authors.

Neste trabalho estudamos os efeitos polarônicos sobre um gás de elétrons quase bidimensional presente em heteroestruturas semicondutoras (heterojunções e poços quânticos de GaAs-AlGaAs) sob a ação de um campo magnético uniforme aplicado na direção perpendicular a interface, através de teoria de perturbação de segunda ordem. Calculamos a massa ciclotrônica considerando a interação elétron-fonon LO e os efeitos de blindagem e não parabolicidade da banda de condução do GaAs. Os resultados obtidos são comparados com recentes dados experimentais de ressonância ciclotronica e apresentam ótima concordância. Estudamos também a energia de ligação do estado fundamental de uma impureza hidrogenóide localizada no interior de um fio quântico retangular de GaAs envolvido por AlGaAs, como função das dimensões do fio para varias alturas das barreiras de variacional, usando várias formas para a função de onda tentativa do sistema. Consideramos também a contribuição polarônica a energia de ligação. Comparamos nossos resultados com recentes cálculos da energia de ligação, efetuados por outros autores. / In this work we study the polaronic effects on the two dimensional electron gas present in semiconductor heteroestructures (GaAs-AlGaAs heterojunctions and quantum wells) when a uniform magnetic field is applied perpendicular to the interface, using second order perturbation theory. By taking into account the effect of nonparabolicity and screening of the electron-fonon LO interaction the calculated effective mass is compared to the recent experimental date. Good agreement is found with available date. The binding energies of a hydrogenic impurity located in quantum well wires of GaAs surrounded by AlGaAs are calculated as a functions of the size of the wire for several values of the heights of the potential barriers and diferent positions of the impurity inside the wire. We follow a variational approach choosing several trial wave functions for the ground state. The polaronic contribution to the binding energy is considered. We compare our results with those previously obtained by other authors.

Realizamos medidas de tempos de relaxação de centros F em cristais de KCN, pela técnica de saturação do sinal de absorção por pulsos de microonda. Observamos um comportamento não exponencial para a recuperação da magnetização da amostra ap6so pulso. Este fato deve-se ao efeito combinado de relaxação cruzada ou difusão da magnetização pelo espectro de absorção, juntamente com a relaxação spin-rede. Medidas à 4,2 °K e 1,8 °K fornecem indícios que, ap6s algum tempo, apenas a relaxação spin-rede sobrexiste. O modelo teórico baseado na modulação da interação hiperfina e no processo direto fornece tempos menores que os obtidos experimentalmente. Isto deve-se à formação de conglomerados de centros. Também elaboramos um modelo levando em conta processo Raman, para prever tempos de relaxação spin-rede a temperaturas mais elevadas. / We measure the spin-lattice relaxation time of F centers in KCN at 1.8 and 4.2 K using the saturation recovery technique. The observed recovery is non exponential. This result is interpreted in terms of the combined effect of cross-relaxation and spin lattice relaxation. The values obtained for T1 (- sec) are found to be shorter than those calculated theoretically. This discrepancy is throught to arise from the presence of clusters. The characteristic time found from the initial part of recovery is found to be -6 sec in agreement with that found in KC for the recovery of a hole burnt in the resonance line (45). Finally the value of T1 was calculated for the Raman processes at high temperature and compared with known results.

Nós calculamos o efeito da interação elétron-fonons longitudinais óticos (LO) sobre a energia de transição ls &#8594 2p+ entre os níveis de uma impureza doadora, localizada em um poço quântico de GaAs-AlxGa1-xAs. Nossos resultados para a energia de transição em função do campo magnético aplicado mostram claramente, que a saturação da energia de transição (efeito pinning) ocorre na energia dos fônons LO, em boa concordância com recentes dados experimentais. Obtemos também a massa de cíclotron de polarons confinados em fios quânticos quase-unidimensionais, com potencial de confinamento parabólico. Observamos que o comportamento da massa é diferente daquele para sistemas bi-dimensionais e que esta diferença é maior quanto maior o potencial de confinamento. Para a heterojunção de GaAs-AlGaAs e GaAs-GaSb, investigamos a importância da interação elétron-fonons interfaciais sobre a massa de cíclotron. Verificamos que a contribuição dos fonons interfaciais é fundamental nas regiões próximas às resonâncias, onde domina o espectro. Finalmente, calculamos a energia de ligação de uma impureza hidrogenóide, localizada no centro de um ponto quântico circular de GaAs-AlGaAs. Na ausência de campo magnético aplicado, obtivemos uma expressão analítica para a função de onda do elétron ligado. Notamos, que a influência do campo magnético sobre a energia de ligação é fraca nas regiões de pequenos raios, devido ao forte potencial de confinamento. / We calculate the effects of the electron-longitudinal optical (LO) phonons interaction on the intra donor ls &#8594 2p+ transition energy in GaAs-AlGaAs quantum wells structures. Our results to the transition energy as a function of the magnetic Field strength, show that the pinning effect occur in the phonon LO energy in good agreement with recent experimental data. The cyclotron mass of polarons confined in quasi.one.dimensional quantum-well wires with parabolic confinement potential, is also obtained. The behavior of electrons effective mass with magnetic field is different, of the two-dimensional systems, and the difference increase when the confinement potential increase. To heterojunctions of GaAs-AlAs and GaAs-GaSb, we investigate the electroninterfacials optical (IO) phonons interactions on the effective cyclotron mass. We find that the electron-IO-phonons interaction is fundamental near the resonances, where they dominate the spectra. Finally, the ground state binding energy of donor impurity, placed in the center of a circular quantum dot is calculated. Without magnetic field, we obtained the analytic expression to the bound electron wave function. The influence of the magnetic field on the donor binding energy is weaker, when the radius of the quantum dot became smaller.

Nós calculamos o efeito da interação elétron-fonons longitudinais óticos (LO) sobre a energia de transição ls &#8594 2p+ entre os níveis de uma impureza doadora, localizada em um poço quântico de GaAs-AlxGa1-xAs. Nossos resultados para a energia de transição em função do campo magnético aplicado mostram claramente, que a saturação da energia de transição (efeito pinning) ocorre na energia dos fônons LO, em boa concordância com recentes dados experimentais. Obtemos também a massa de cíclotron de polarons confinados em fios quânticos quase-unidimensionais, com potencial de confinamento parabólico. Observamos que o comportamento da massa é diferente daquele para sistemas bi-dimensionais e que esta diferença é maior quanto maior o potencial de confinamento. Para a heterojunção de GaAs-AlGaAs e GaAs-GaSb, investigamos a importância da interação elétron-fonons interfaciais sobre a massa de cíclotron. Verificamos que a contribuição dos fonons interfaciais é fundamental nas regiões próximas às resonâncias, onde domina o espectro. Finalmente, calculamos a energia de ligação de uma impureza hidrogenóide, localizada no centro de um ponto quântico circular de GaAs-AlGaAs. Na ausência de campo magnético aplicado, obtivemos uma expressão analítica para a função de onda do elétron ligado. Notamos, que a influência do campo magnético sobre a energia de ligação é fraca nas regiões de pequenos raios, devido ao forte potencial de confinamento. / We calculate the effects of the electron-longitudinal optical (LO) phonons interaction on the intra donor ls &#8594 2p+ transition energy in GaAs-AlGaAs quantum wells structures. Our results to the transition energy as a function of the magnetic Field strength, show that the pinning effect occur in the phonon LO energy in good agreement with recent experimental data. The cyclotron mass of polarons confined in quasi.one.dimensional quantum-well wires with parabolic confinement potential, is also obtained. The behavior of electrons effective mass with magnetic field is different, of the two-dimensional systems, and the difference increase when the confinement potential increase. To heterojunctions of GaAs-AlAs and GaAs-GaSb, we investigate the electroninterfacials optical (IO) phonons interactions on the effective cyclotron mass. We find that the electron-IO-phonons interaction is fundamental near the resonances, where they dominate the spectra. Finally, the ground state binding energy of donor impurity, placed in the center of a circular quantum dot is calculated. Without magnetic field, we obtained the analytic expression to the bound electron wave function. The influence of the magnetic field on the donor binding energy is weaker, when the radius of the quantum dot became smaller.