[pt] Os semicondutores III-V são amplamente investigados para a fabricação de
fotodetectores de infravermelho baseados em pontos quânticos (QWIPs);
no entanto, o comprimento de onda de operação é limitada pelo bandoffset
dos materiais que permitem transições de infravermelho de comprimento
de onda maior que 3,1 um. Para comprimentos de onda mais curto do que
1,7 um transições banda a banda são facilmente empregadas. Assim, em
QWIPs III-V, o intervalo entre 1,7 e 3,1 um não pode ser alcançado tanto
por transições banda-banda ou por transições intrabanda. Nesta tese uma
estrutura de superrede especialmente desenhada é proposta a fim de detectar
a radiação dentro desta faixa proibida. A estrutura proposta consiste numa
superrede com um poço quântico central mais amplo, o qual gera uma
modulação no contínuo criando minibandas e minigaps para energias acima
da parte inferior da banda de condução do poço quântico, incluindo no
contínuo. Com esta abordagem, a limitação de ter estados ligados apenas
com energias abaixo a barreira não se mantém e é possível detectar energias
mais elevadas do que o limite imposto pelo bandoffset dos materiais.
Simulações teóricas para a estrutura foram realizados e medidas de absorção,
corrente de escuro, e fotocorrente foram realizadas mostrando picos em 2,1
um, em estreita concordância com o valor teoricamente esperado. / [en] III-V semiconductors are extensively investigated for fabrication of
quantum well infrared photodetectors (QWIPs); however the operation
wavelength is limited by the bandoffset of the materials allowing infrared
transitions for wavelength larger than 3.1 um. For wavelength shorter than
1.7 um band to band transitions are easily employed. Thus, in III-V QWIPs,
the range between 1.7 and 3.1 um cannot be reached either by band-to-band
or by intraband transitions. In this thesis a specially designed superlattice
structure is proposed in order to detect radiation within this forbidden
range. The structure proposed consists of a superlattice with a wider central
quantum well, which generates a modulation in the continuum creating
minibands and minigaps for energies above the bottom of the conduction
band of the quantum well, including in the continuum. With this approach
the limitation of having bound states only with energies below the barrier
no longer holds and it is possible to detect energies higher than the limit
imposed by the bandoffset of the materials. Theoretical simulations for the
structure were performed and absorption, dark current, and photocurrent
measurements were carried out showing peaks at 2.1 um, in close agreement
with the theoretically expected value.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:27620 |
| Date | 11 October 2016 |
| Creators | LESSLIE KATHERINE GUERRA JORQUERA |
| Contributors | PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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