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Previous issue date: 2016-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é estudado o tunelamento ressonante numa heteroestrutura de dupla barreira (HDB) considerando a interação elétron-fônon na presença de um campo magnético paralelo à corrente de tunelamento. O dispositivo é uma heteroestrutura na escala nanométrica composta por GaAs/AlGaAs. Este é controlado por um potencial externo (bias) e quando os elétrons decaem do estado excitado dentro do poço para o fundamental emitem fônons ópticos primários (LO1). Tais fônons decaem num par de longitudinais ópticos secundários (LO2) e transversais acústicos (TA), podendo ser representado por LO1 →LO2 +TA. Os fônons TA produzidos formam um feixe coerente na faixa do terahertz(THz), definindo assim o saser. O sistema pode ser representado pelo hamiltoniano tight-binding que leva em consideração a interação entre elétrons, fônons e elétron-fônon.
A fim de calcular a transmitância e a corrente eletrônica fora do equilíbrio, para uma temperatura finita, utilizaram-se funções de Green retardadas no formalismo de Keldysh. Resolvemos um sistema de equações cinéticas que descreve a dinâmica dos elétrons e fônons no saser. Os fônons TA têm um tempo de vida muito grande e um livre caminho médio que poderia passar de um centímetro. No limite de baixas temperaturas e campos magnéticos fracos, nossos resultados coincidem com os obtidos anteriormente.
No formalismo de Keldysh consideramos os níveis de Landau que, além dos fônons LO1, abrem novos canais para fluxo de elétrons no dispositivo. Obtemos os resultados para magnetotunelamento ressonante que estão de acordo com as observações experimentais e estudos teóricos com outros formalismos. / In this work we study the resonant tunneling through a double barrier heterostructure considering the electron-phonon interaction in the presence of a magnetic field parallel to the tunneling current. The device studied here is a heterostructure at the nanoscale composed of GaAs/AlGaAs. It is controlled by an external potential. For a given bias electrons decay from the excited state in the well to the ground state by emitting primary optical phonons (LO1). That phonons decay into a pair of longitudinal optical (LO2) and transverse acoustic (TA), being represented by LO1 →LO2 +TA. The TA phonons form a coherent beam produced in the terahertz range (THz), defining the saser. The system was described by a thight-binding Hamiltonian that includes the electrons, the phonons and the electron-phonon interaction.
In order to calculate the transmittance and electron current out of equilibrium at finite temperature, Keldysh Green functions were used. We solve a system of kinetic equations that describes the dynamics of electrons and phonons in the saser. The phonons TA have a very long lifetime and a mean free path that could reach more than one centimeter. In the limit of low temperatures and low magnetic fields our results coincide with those obtained previously
In this Keldysh formalism we consider Landau levels that, besides the LO1 phonons, opens new channels for the flow of electrons in the device. We obtain the results for resonant magnetotunneling according to the experimental observations and other theoretical studies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/4676 |
| Date | 26 February 2016 |
| Creators | Carneiro, Diego Ferreira |
| Contributors | Makler, Sergio Saul, Anda, Enrique Victoriano, Latgé, Andrea Brito, Coura, Pablo Zimmermann, Anjos, Virgilio de Carvalho dos |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Física, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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