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

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.