Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho, propomos um uma pesquisa teÃrica onde estudamos as propriedades de um pulso eletrÃnico em uma camada de silÃcio poroso, injetado sob uma certa voltagem externa V. Desta forma, podemos definir fundamentalmente a forma das curvas T X V e R X V, onde T à o coeficiente de transmissÃo e R à o coeficiente de reflexÃo do pacote de onda atravÃs da regiÃo porosa. Aliado a estes dados, podemos fazer um cÃlculo simples e obter informaÃÃes a respeito da corrente elÃtrica que atravessa o material, utilizando o modelo I=Q/t, onde definimos o tempo como o intervalo necessÃrio para que o pulso seja consumido completamente, como proposto por Lebedev e colaboradores (1998). Utilizando a definiÃÃo para mobilidade de portadores de carga, obtivemos informaÃÃes sobre a mesma, pois este trabalho foca-se principalmente no estudo do transporte eletrÃnico neste tipo de material poroso, que apesar de um estudo intenso em silÃcio poroso desde o inÃcio da dÃcada de noventa, as propriedades de transporte ainda permanecem um pouco inexploradas. O principal incentivo para que estudemos este material à devido à grande possibilidade da criaÃÃo de dispositivos em opto-eletrÃnica tais como LEDs (Light Emissor Diode). Ao longo do desenvolvimento, empregamos tÃcnicas jà bem conhecidas para a modelagem de semicondutores, como a teoria da massa efetiva, por exemplo, associadas a tÃcnicas de modelagem computacional, como o emprego de condiÃÃes periÃdicas de contorno e condiÃÃes de contorno absorvente. Por se tratar de um sistema quÃntico, tudo parte da soluÃÃo da equaÃÃo de SchrÃdinger dependente do tempo, e para executar esta tarefa fizemos uso de um mÃtodo numÃrico conhecido como Split-Operator. Assim obtemos as soluÃÃes para a equaÃÃo. Inicialmente, os cÃlculos realizados neste trabalho foram baseados em uma massa efetiva isotrÃpica, a fim de otimizar os parÃmetros de cÃlculo, e sà em seguida foram feitos cÃlculos baseando-se em massa efetiva anisotrÃpica para os diversos vales do silÃcio poroso. Tudo isto nos leva a crer que este trabalho possui uma grande importÃncia no que diz respeito à contribuiÃÃo para o entendimento do transporte eletrÃnico em sistemas baseados em silÃcio poroso, de forma a manter por mais algum tempo a aplicaÃÃo deste tipo de material que foi tÃo revolucionÃrio no sÃculo XX. / We propose in this work a theoretical study, of the properties of
a electronic pulse, injected under a external bias, on a porous silicon layer, so that we
could define fundamentally the shape of T X V and R X V curves, where T
is the transmission coefficient and R is the reflection coefficient of the wave
packet, trough the porous region. With this, we could make a simple calculation and
obtain information about the electrical current in this material, using the very simple
model I=Q/t, where we defined the time of transmission, as the time
interval necessary for the electronic pulse to be consumed completely. This kind of
approach is already known in the literature, propose by Lebedev and co-workers (1998).
Using the definition of charge carrier mobility, we
obtained information about it, since the principal aim of this work is the electronic
transport in this kind of material, that despite a strong research on porous silicon,
since the beginning of the nineties, the transport properties still remains a relatively
unexplored area. The major incentive for this study is due to the strong possibility of
application of this material in new optoelectronic devices such as LEDs. Along the
development of this dissertation, we applied well known techniques for the computational
modelling such as effective mass theory, for example, associated with methods like the
periodic boundary conditions, and the absorbing boundary conditions. Treating of a
quantum system, we begin all the work solving the time dependent SchrÃedinger equation. To do this task, we have
used the numerical method known as Split-Operator, in order to obtain the
solutions for this equation. Initially, the calculations in this dissertation
where based in an isotropic effective mass, in order to optimise the calculation parameters.
After this, we made calculations using an anisotropic effective mass for the
different valleys of silicon. All these things leads us to believe that this work have
a great importance regarding the contribution to the understanding of transport
in electronic systems based on porous silicon, to maintain for some time the applications
of this kind of material that was so revolutionary in the twentieth.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5090 |
| Date | 16 February 2012 |
| Creators | Francisco Wellery Nunes Silva |
| Contributors | Jeanlex Soares de Sousa |
| 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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