Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esse trabalho tem por objetivo estudar sistemas quÃnticos de baixa dimensionalidade do tipo poÃos quÃnticos GaN/HfO2 e Si/High-k. Investigamos propriedades eletrÃnicas, Ãpticas e estados de impurezas em poÃos quÃnticos GaN/HfO2, levando em consideraÃÃo efeito de cargas imagem devido à descontinuidade das constantes dielÃtricas dos materiais do poÃo e da barreira destas estruturas. Primeiramente estudamos os efeitos do potencial imagem de auto-energia sobre as propriedades Ãpticas e eletrÃnicas de poÃos quÃnticos abruptos e nÃo abruptos. Nossos resultados mostram que o efeito do potencial imagem de auto-energia modica fortemente as estruturas eletrÃnicas de poÃos quÃnticos, podendo variar a energia de recombinaÃÃo dos portadores em atà 100 meV. AlÃm disso, o modelo ideal de poÃos quÃnticos nÃo à vÃlido para algumas estruturas com a constante dielÃtrica do poÃo menor que a constante dielÃtrica da barreira, devido ao confinamento de portadores na regiÃo da interface. A energia de ligaÃÃo e a energia total do exciton sÃo estudadas em poÃos quÃnticos abruptos com a constante dielÃtrica do poÃo menor e maior que a constante dielÃtrica da barreira, dando Ãnfase a efeitos causados por cargas imagem: potencial de auto-energia e interaÃÃo do elÃtron (buraco) com as imagens do buraco (elÃtron). Os resultados mostram que, considerando os parÃmetros dos materiais usados neste trabalho, modelos simples (que nÃo consideram efeito de cargas imagem) para cÃlculos de excitons sÃo inadequados para estudar sistemas com a constante dielÃtrica do poÃo menor que a constante dielÃtrica da barreira, visto que modelos mais precisos (que incluem todas as contribuiÃÃes devido Ãs cargas imagem) apresentam resultados com diferenÃas significativas, em torno de 80 meV, entre modelos simples e modelos mais precisos. Finalmente, estudamos a interaÃÃo entre elÃtron-impureza em poÃos quÃnticos GaN/HfO2 abruptos. Os cÃlculos consideram simultaneamente todas as contribuiÃÃes de energias causadas pela diferenÃa entre as constantes dielÃtricas de GaN (= 9.5) e HfO2 (= 25). Os resultados mostram que, considerando os parÃmetros dos materiais usados neste trabalho, à medida que a posiÃÃo da impureza afasta-se do centro do poÃo, no sentido positivo do eixo z, a funÃÃo de onda do elÃtron à atraÃda no mesmo sentido de deslocamento da impureza. A intensidade da atraÃÃo diminui quando a posiÃÃo da impureza afasta-se da interface, no sentido positivo de z, dentro da regiÃo da barreira quÃntica.

Materiais semicondutores sÃo os principais responsÃveis pelo grande crescimento da indÃstria eletrÃnica e pelo surgimento de novas tecnologias. A criaÃÃo de heteroestruturas possibilitou um grande impulso à fÃsica do estado sÃlido. Atualmente, o estudo de semicondutores està concentrado em sistemas de dimensionalidade reduzida, como os poÃos, fios, pontos e aneis quÃnticos. Neste trabalho, investigamos as propriedades de transporte em fios quÃnticos heteroestruturados de barreira dupla e em sistemas bidimensionais de barreira simples e dupla. Iniciamos com o cÃlculo da energia do confinamento radial no fio quÃntico InAs/InP de barreira dupla. Usamos um modelo de fio cilÃndrico com e sem interfaces graduais. Calculamos as transmissÃes atravÃs das barreiras e estudamos o comportamento das mesmas variando a largura das barreiras, a distÃncia entre elas e o raio do fio. Futuramente utilizaremos estes resultados para o cÃlculo da corrente elÃtrica atravÃs do dispositivo. TambÃm investigamos as propriedades de transporte em sistemas bidimensionais com potencial de auto-energia. Utilizamos heteroestruturas formadas por Si/SiO2 e Si/HfO2. Sendo as constantes dielÃtricas dos Ãxidos diferentes do silÃcio, resolvemos a equaÃÃo de Poisson com epsilon dependente de z. Expandimos o potencial em uma sÃrie de Fourier-Bessel, encontrando, por fim, o potencial imagem para as barreiras. Calculamos a corrente elÃtrica atravÃs deste potencial em funÃÃo da voltagem, variando a temperatura, a distÃncia entre as barreiras. TambÃm levamos em conta as interfaces graduais para o caso de barreira simples. / Semiconductor materials are responsible for the large development in electronic industry, what made it possible the creation of new devices. The heterostructures gave a large impulse to the solid-state physics. Semiconductors study is nowadays concentrated in the low-dimensional systems, as quantum wells, quantum wires, quantum dots and quantum rings. In this work, we investigate the transport properties of heterostructured quantum wires of double barrier. We begin with calculation of radial confinement energy in a quantum wire InAs/InP of double barrier. We use a cylindrical model of wire with gradual and abrupt nterfaces. Transmission coefficients are calculated. We study its behavior varying barriers width, distance between them and the wire radius. In the future, we will use these results to calculate electric current through the device. We also investigate transport properties of bidimensional systems with self-energy potential. We use heterostructures of Si/SiO2 and Si/HfO2. We solve Poissonâs equation with epsilon depending on z, expanding the potential in a Fourier-Bessel series, finding the image potential of the barriers. We calculate the electric current through this potential in function of the applied voltage, varying temperature and the distance between the barriers. We also consider gradual interfaces for the simple barrier case.