Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O sistema de elÃtrons na superfÃcie de hÃlio lÃquido à considerado um dos melhores objetos na investigaÃÃo de prÃncipios fundamentais da FÃsica de baixa dimensionalidade, uma vez que estes nÃo apresentam heterogeneidades e impurezas geralmente encontradas em heteroestruturas semicondutoras. AlÃm disso, espera-se que estes sistemas tenham uma aplicaÃÃo tecnolÃgica futura como extit{bits} quÃnticos, que sÃo fundamentais na construÃÃo de blocos dos futuros computadores quÃnticos. Geralmente, as estruturas de confinamento de baixa dimensionalidade sugeridas para elÃtrons na superfÃcie de hÃlio lÃquido na literatura sÃo baseadas em superfÃcies planas, onde o confinamento lateral à induzido por um potencial externo controlado por eletrodos.
No presente trabalho, à sugerida uma forma alternativa de produzir o confinamento lateral em superfÃcies de hÃlio lÃquido, isto Ã, à demonstrado que a forma da superfÃcie pode ser projetada para produzir anÃis, fios e pontos quÃnticos apenas variando a forma da cavidade do substrato no qual o hÃlio lÃquido se encontra suspenso. A superfÃcie foi calculada para quatro formas diferentes de cavidade: i) uma cavidade cilÃndrica, gerando um ponto quÃntico simples; ii) uma cavidade em forma de anel circular, gerando um anel quÃntico; iii) duas cavidades em forma de canais que se interceptam perpendicularmente, formando um ponto quÃntico simples no ponto de interceptaÃÃo; e iv) duas cavidades retangulares conectadas por um canal estreito, gerando um ponto duplo. O elÃtron à entÃo depositado sobre a superfÃcie e confinado a se mover em cada superfÃcie devido à aÃÃo de um campo elÃtrico externo.
Os resultados apresentados aqui mostram que os nÃveis de energia para estes sistemas podem ser alterados atravÃs da variaÃÃo do campo elÃtrico e do banho de hÃlio, que sÃo facilmente ajustÃveis. O efeito de um campo magnÃtico externo à tambÃm investigado em um destes sistemas. / The system of electrons on liquid helium (EoH) is one of the most ideal objects for investigating the fundamental principles of the physics of low dimensionality, since they do not have the inhomogeneities and impurities generally found on semiconductors. Besisdes, these systems are expected to have future technological applications as quantum bits, which are of fundamental importance as building blocks of future quantum computers. Usually, the low-dimensional confinements structures for EoH suggested in the literature are based on a planar surface, where the lateral confinement is induced by an external potential controlled by electrodes.
In this work, we suggest an alternative way to produce lateral confinement in liquid helium surfaces, namely, we demonstrate that the shape of the surface can be designed to produce single and double quantum dots by adjusting the shape of a cavity in the substrate. The surface was calculated for four different shapes of substrate cavity: i) a cilyndrical cavity, generating a single quantum dot; ii) a ring-shaped cavity, generating a quantum ring; iii) two cubic cavities connected by a channel, creating a coupled double-dot structure; and iv) two channel-shaped cavities that intersect perpendicularly to each other, where a single dot is formed in the intersection point. The electron is then deposited and confined to move on each surface by an external electric field.
Our results show that the electron energy levels in these systems can be tuned by varying the electric field and the bulk level, which are easily adjustably. The effect of an external magnetic field on the energy spectrum in one of these systems is also investigated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5627 |
| Date | 16 July 2012 |
| Creators | Davi Soares Dantas |
| Contributors | Andrey Chaves, Gil de Aquino Farias |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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