Orientador: José Brás Barreto de Oliveira / Banca: José Humberto Dias da Silva / Banca: Euzi Conceição Fernandes da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividadesde pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Leinig Antonio Perazolli / Banca: Elias de Souza Monteiro Filho / Banca: Elaine Cristina Paris / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades fotocatalíticas de filmes multicamadas SnO2/Ag/TiO2 e SnO2/Ag/TiO2 dopado com Ag. A camada de TiO2 (sem e com dopagem de Ag) foi obtida pelo método Pechini. Os catalisadores foram preparados com diferentes percentagens de prata (0,0, 0,5 e 1,0%) e diferentes temperaturas de calcinação (500, 600 e 700°C). Foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (FEG - SEM) com espectroscopia de dispersão de energia (EDS), difração de Raios X (DRX), espectroscopia de reflexão difusa (ERD), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), área de superfície específica baseado no método BET, espectroscopia de fotoluminescência (PL) e espectroscopia de fotoelétrons de Raios X (XPS). A atividade fotocatalítica dos pós foi determinada por testes de descoloração do corante Rodamina-B. A solução contendo o corante e o catalisador, na concentração de 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1, respectivamente, foi submetida a radiação com lâmpada germicida de 11 W por 120 minutos. Os testes de controle, para efeito de comparação, foram realizados com TiO2 anatase (marca Synth) e testes de fotólise. Nas imagens, obtidas por MEV, todas as composições de prata empregadas apresentaram morfologias semelhantes, a elevação da temperatura de calcinação leva a uma diminuição da porosidade e a geração de agregados de partículas (coalescência). Os difratogramas de Raios X indicam a influência da prata na geração de fases distintas de T... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, a study of photocatalytic properties of multi-layer films consisting of SnO2/Ag/TiO2 and SnO2/Ag/TiO2 doped with silver. The TiO2 layer (without and with Ag doping) was obtained by the Pechini method. The catalysts were prepared with different percentage of silver (0, 0,5 and 1,0 %) and different calcination temperatures (500, 600 and 700°C), characterized by field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM) with spectroscopy energy dispersive (EDS), X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), specific surface area based on the BET method, Photoluminescence spectroscopy (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).The powders' photocatalytic activity was defined by Rhodamine-B discoloration test. The solution containing the dye and the catalyst, in the concentration of 0,01 mmol L-1 e 0,1 g L-1 respectively, were submitted to radiation with 11 W germicidal lamp for 120 minutes. The control tests, for comparison effects, were made with TiO2 anatase (Synth brand) and photolysis tests. In the images, obtained by SEM, all the silver compositions employed presented similar morphologies, the calcination temperature rise leads to a decreased porosity and the generation of particles clusters. The X-ray diffractograms indicates the doping influence in the generation of distinct TiO2 phases during the catalysts synthesis, stabilizing the anatase phase. The BET, HRTEM, ERD analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Luiz Carlos da Silva Filho / Banca: Emerson Aparecido Floriano / Resumo: Este trabalho traz o estudo das propriedades óticas, elétricas e morfológicas do material TiO2 de forma individual e acoplado com SnO2 dopado com 4at%Sb, formando uma heteroestrutura. Tanto TiO2 quanto a heteroestrutura foram trabalhados na forma de filmes finos depositados pelo método sol-gel-dip-coating, e, no caso do TiO2 também foi relevante sua análise em forma de pós prensados (pastilhas). No que diz respeito ao SnO2:4%Sb, este trabalho traz uma revisão literária de suas principais propriedades, buscando apresentar um panorama geral, pois com isto pode-se entender melhor os fenômenos que ocorrem na heteroestrutura. Os resultados das pastilhas de TiO2 indicam uma transição parcial de fase anatase/rutilo para tratamentos térmicos entre 500ºC e 1000ºC, confirmadas pela fotoluminescência, que apresentou bandas relacionadas a fase anatase ou rutilo, dependendo do processamento utilizado. Filmes de TiO2 mostraram boa foto sensibilidade, com a corrente elétrica respondendo imediatamente à excitação independente da energia, além de um rápido decaimento com relação ao valor excitado. Fora isto, medidas de decaimento da corrente foto induzida, realizadas em atmosfera de O2, indicaram que o decaimento se torna ainda mais rápido na presença do gás, estando associado ao aprisionamento de portadores de carga pelas moléculas adsorvidas na amostra, além da recombinação dos pares elétron-buraco. Com relação à heteroestrutura, quando a condução ocorre preferencialmente no TiO2, a amostra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a study of the optical, electrical and morphological characterization of TiO2 thin films, deposited individually or coupled with SnO2 doped with 4at%Sb, forming a heterostructure. Both sort of samples, TiO2 and the heterostructure were studied in thin film form, deposited by sol-gel-dip-coating, and, in the case of TiO2, it was relevant the analysis of samples also in the form of pellets form (pressed powders). With regards to SnO2:4%Sb, this work brings a literary revision of its principal properties, trying to present a general overview, for the better understanding of the phenomena that occur in the heterostructure. The results of TiO2 pellets indicates a partial anatase/rutile phase transition to thermal annealing between 500 and 1000ºC, confirmed by the photoluminescence that presented bands related to anatase or rutile, depending the utilized processing. TiO2 films showed fair photo-sensibility, with immediate response on the electric current to light excitation, independent on the utilized energy, along with fast decay in relation to the excited value. Moreover, photo-induced current decay measurements, performed in O2 atmosphere, indicated that the decay becomes faster in gas presence, being associated to charge carriers trapping by the adsorbed molecules on sample, besides the electron-hole recombination. Concerning the heterostructure, when the conduction occurs preferentially in TiO2 layer, the sample shows very similar results to the TiO2 films,... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EraldoCF_TESE_Capa_ate_pag109.pdf: 5006723 bytes, checksum: aeffbac2c005dd2fe91b29db1f8e73fd (MD5) Previous issue date: 2001-10-11 / Um minuncioso estudo das propriedades de confinamento em heterostructuras bidimensionais(po?os qu?nticos) GaAs/AlxGa1_xAs, com interfaces graduais ? realizado. Um modelo te?rico que represente bem a varia??o da fra??o molar do alum?nio nas interfaces, resultante do aparecimento de micro-rugosidades e ilhas durante os processos de crescimento e recozimento p?s-crescimento da amostra, ? elaborado. V?rios perfis desta fra??o molar de alum?nio nas interfaces s?o considerados. Solu??es anal?ticas da equa??o de Schrodinger, na aproxima??o da massa efetiva constatne nas interfaces, resultando em equa??es transcendentais, que possibilitam a obten??o dos n?veis de energia dos portadores, decorrentes do seu confinamento qu?ntico, s?o apresentadas. Energias de liga??o e de confinamento de excitons 2D, utilizando-se um m?todo anal?tico e numer?rico e a aproxima??o do potencial efetivo, s?o tamb?m calculadas. Resultados num?ricos para os n?veis de energia dos portadores e para as energias de liga??o e de confinamento dos excitons 2D, em po?os qu?nticos GaAs/Al0.35Ga0.65As n?o-abruptos, sem e com a presen?a de campo el?trico aplicado para v?rios perfis interfaciais da fra??o de molar, s?o mostrados. Para a obten??o desses resultados, faz-se uso do m?todo dos degraus m?ltiplos e da t?cnica da matriz de transfer?ncia, e adota-se, como operador de energia cin?tica, o de Ben-Daniel e Duque para uma massa efetiva dependente da posi??o. Conclui-se que um modelo que leva em conta a exist?ncia de interfaces n?o-abruptas e seus diversos perfis ? indispens?vel para uma melhor descri??o das propriedades opto-eletr?nicas de po?os qu?nticos GaAs/AlxGa1-xAs, enquanto que a aproxima??o das interfaces abruptas apresenta-se bastante limitada

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-06-13T19:18:57Z : No. of bitstreams: 1 santos_kt_me_bauru.pdf: 2573333 bytes, checksum: 9b74b644f19dcb4ae279533899cad065 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... / The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below)

Neste trabalho estudamos as propriedades eletrônicas de um sistema com dopagem planar ou delta. Resolvemos as equações de Schrodinger e Poisson autoconsistentemente na aproximação de Hatree para diferentes situações de interesse com ou sem campos magnéticos ou elétricos externos. O método empregado para resolvermos a equação de Schrodinger e baseado na técnica do split operator. Obtemos o potencial efetivo, os níveis de energia e a densidade eletrônica em função da temperatura, densidade e largura de difusão dos doadores. Para um campo magnético uniforme aplicado perpendicularmente ao plano de doadores mostramos que não ocorre nenhuma alteração na estrutura das sub-bandas eletrônicas no intervalo entre 0 e 20T. Para um campo magnético uniforme aplicado paralelamente ao plano de doadores os níveis eletrônicos são deslocados para energias mais elevadas provocando uma diminuição na população dos níveis mais excitados e um aumento significativo na massa efetiva do elétron. Para sistemas na presença de um campo elétrico externo calculamos a energia das sub-bandas eletrônicas, a ocupação, a polarização e a capacitância em função da voltagem externa, da densidade e da posição das impurezas doadoras. Nossos resultados para capacitância estão qualitativamente em acordo com recentes resultados experimentais. / In this work we have studied the electronic proprieties of a system with planar doping or &#948-doping. We have solved the Schrodinger and Poisson equations self-consistently in the Hatree approximation for several conditions with or without external magnetic or electric fields. In order to solve Schrodinger equation we have employed the split operator technique. The effective potential, the energy levels and the electronic density was calculated as a function of temperature, donor density and donor diffusion width. With external magnetic field applied perpendicular to the donors plane it is shown that the sub-bands energies are not altered for fields in the range of 0 to 20T. With magnetic fields applied parallel to the donors plane we have observed that the energy levels are shifted to higher energies and a depopulation of the excited levels occur, also an enhancement of the electron effective mass is found. With an electric field applied to the system we have calculated the sub-bands energy levels, the electron concentration, the polarization, and the capacitance as a function of the gate voltage, donor density and the position of the donor plane. Our results for the capacitance agree qualitatively quite well with recent experimental data.

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: Peter A. B. Schulz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-24T17:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiveraRiofano_PabloHector_D.pdf: 2370592 bytes, checksum: e397e394b20fb652a49a6d32c2924fe3 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O estudo do acoplamento de uma estrutura eletrônica de heteroestruturas de semicondutores com campos AC intensos, é o principal objetivo do presente trabalho. A interação dessa estrutura eletrônica comum campo AC de uma freqüência dada é descrita por um Hamiltoniano independente do tempo que substitui o Hamiltoniano semiclássico dependente do tempo. A estrutura eletrônica das heteroestruturas é descrita através de um modelo heurístico de ligações fortes considerando só os primeiros vizinhos. A evolução das minibandas vestidas é observada, não perturbativamente, em um esquema de quase-energias nas zonas de Brillouin. Em um primeiro caso observando a validade do modelo- simulamos uma minibanda vestida de uma super rede e seus colapsos produzidos pela variação da intensidade do campo AC, comparando esses resultados com os encontrados na literatura. Em um segundo passo, simulamos duas minibandas acopladas e vestidas de uma super rede dimerizada obtida com dois poços de diferentes larguras e alternados- desde um regime de altas freqüências onde as minibandas estão intensamente acopladas- até outro regime de baixas freqüências, onde as minibandas podem ser consideradas como isoladas. Na transição entre os ambos regimes há uma competição entre o efeito Stark AC das minibandas e o colapso em dímeros (dois poços de diferentes larguras). Quando a razão da separação das minibandas e a energia dos fótons é um número inteiro, ocorrem colapsos do gap das minibandas (semelhante a uma transição isolante-metal induzido pelo campo AC). No último caso, simulamos a estrutura eletrônica de um arranjo bidimensional de pontos ou anti-pontos quânticos sob os efeitos de um campo magnético perpendicular ao plano e dois campos AC paralelos aos lados do plano; o espectro de quase-energias apresenta uma estrutura auto-similar quando existe uma razão entre as freqüências das duas radiações. Também, observa-se o cruzamento dos autoestados induzido pelo campo AC / Abstract: The study of coupling of the electronic structure of a semiconductor heterostructure with strong AC fields, is the main purpose of the present work. The interaction of the electronic structure of a heterostructure with an AC field of determined frequency is given by a time-independent Hamiltonian which replaces a semiclassic time- dependent Hamiltonian. The heterostructure electronic structure is described by a heuristic model based on the tight-binding approximation, considering only nearest neighbors. We follow the evolution of the dressed minibands, non perturbatively, in a quasienergies esquem on the Brillouin zones. Firstly, observing the validity of the model, we simulate the dressed miniband of a superlattice and the collapses produced by the variation of the AC field and comparing these results with others that we found in the literature. Secondly, we simulate two coupling and dressed superlattice minibands -obtained with two quantum wells of alternate and different width- from the high frequency regime where the minibands are strongly coupled- to other regime of low frequency, where the minibands are isolated. In the transition between both regimes, there is a competition between resonances due to AC Stark shifts and the collapsing of dressed dimers ( two wells with different width). When the ratio of the gap of minibands and the foton energy is an integer number, ocurs collapses of the miniband gap (similarly to a field induced like insulator-metal transition). Finally, we simulate the electronic structure of a bidimensional array of quantum dots or antidots under a perpendicular magnetic field and two paralel AC fields. The quasienergies spectra show an autosimilar structure when there are frequencies commesurability. Also is observed the crossing of ground state induced by the AC field / 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 2018-07-25T14:07:23Z (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

Neste trabalho e apresentado um estudo, via teoria de massa efetiva multibanda autoconsistente de heteroestruturas de semicondutores magnéticos diluídos, generalizada para incluir parâmetros de diferentes materiais. A interacao magnética e descrita por um modelo de campo médio baseado no mecanismo de troca indireta, com a possibilidade de inclusão de diferentes íons magnéticos. As equacoes de massa efetiva são resolvidas de forma autoconsistente com o auxílio da equacao de Poisson. As interacoes de spin-órbita e de troca-correlacao, na aproximacao de densidade local, são incluídas no cálculo. O método e aplicado para o estudo das estruturas de bandas e densidades de carga com separacao por spin do portador de heteroestruturas com dopagem tipo-n e tipo-p, variando a geometria dos pocos magnéticos e também o período da super-rede, as densidades de portadores e as concentracoes de íons magnéticos. Solucoes autoconsistentes da equacao de massa efetiva são encontradas para o oxido semicondutor (Zn,Co)O. Será mostrada a separacao de portadores por spin em funcao dos parâmetros variados, simulando diversas concentracoes possíveis, utilizadas em sistemas descritos na literatura, e será analisado o comportamento dos perfis de potencial. Usando os dados obtidos, um diagrama de fases será traçado com base na polarizacao total ou parcial dos portadores, e o seu comportamento será discutido. Também serão mostradas as estruturas de bandas, os perfis de potencial e as distribuicoes de carga do semicondutor (GaMn)As, variando as densidades de portadores e a direcao do campo magnético intrínseco, gerado pela dopagem com íons magnéticos. Os resultados obtidos neste trabalho podem servir de guia para futuras experiências e para o desenvolvimento de dispositivos com semicondutores magnéticos diluídos baseados em (Zn,Co)O e (Ga,Mn)As. Os métodos aqui descritos são gerais e podem ser utilizados para outros materiais. / This work presents a self-consistent multiband effective mass theory applied to diluted magnetic semiconductor heterostructures, generalized to include parameters of different ma- terials. The magnetic interaction is described by a mean-field approximation based on indirect- exchange mecanism, with the possibility of inclusion of different magnetic ions. The effective mass equations are solved self-consistently with the help of the Poisson equation. Spin-orbit and exchange-correlation interactions are included in the simulation in the local density appro- ximation. The method is used to study band structures and charge densities separated by spin in n- and p-type heterostructures. The magnetic well\'s geometry, the superlattice period, the carrier density and the magnetic ion concentration are changed. Self-consistent solutions of the effective mass equation are found for the semiconductor oxide (Zn,Co)O. Charge separation by spin will be show in function of the variation of the simulation parameters, simulating several ion concentrations and charge densities used in systems described in literature, and the potenti- als profiles will be analised. Using the data obtained a phase diagram will be plotted, based on the carrier total or partial carrier polarization, and a model for the behavior of the phase diagram will be discussed. It will also be shown band structures, potential profiles and charge densities of the (Ga,Mn)As semiconductor, varying it carrier density and the direction of the intrinsic magnetic field, generated by the magnetic ions that doped the heterostructure. The results ob- tained in this work can be used as a guide in future experiences and development of devices with diluted magnetic semiconductors based on (Zn,Co)O and (Ga,Mn)As. The methods here described are general and can be used for other materials.