Pontos quânticos: átomos artificiais e transistores atômicos

Chiquito, A. J.

doi:10.1590/s1806-11172001000200004

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“…Mais um exemplo interessanté e o caso dos pontos quânticos auto-organizados que se "auto-constroem" espontaneamente e por isso têm uma distribuição aleatória, produzindo um potencial também aleatório no qual portadores podem ficar presos. Dessa forma, pontos quânticos também podem ser vistos como defeitos e vêm sendo exaustivamente estudados com o objetivo de construção de transistores e laseres de alta eficiência [2].…”

Section: Introductionunclassified

Super-redes semicondutoras: um laboratório de Mecânica Quântica

Chiquito

Lanciotti

2004

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Neste trabalho, são discutidas algumas idéias relacionadasàs alterações causadas na estrutura eletrônica de materiais semicondutores devidoà presença de defeitos e desordem e suas conseqüências para a distribuição de portadores nestas estruturas. Em seguida, são apresentadas algumas das praticamente infindáveis aplicações das super-redes semicondutoras, agora sob um novo aspecto: verdadeiros laboratórios onde propriedades como a desordem causada por defeitos podem ser simuladas e estudadas sistematicamente. Palavras-chave: super-redes, Mecânica Quântica.In this work, some ideas related to the modifications on the electronic structure of semiconductor materials caused by defects and disorder are discussed. The modifications on the distribution of carriers are discussed as well. Next, we present some applications of the semiconductor superlattices, now focusing on microscopy laboratories, where properties like disorder induced by defects can be systematically studied. Keywords: superlattices, Quantum Mechanics. IntroduçãoDefeitos sempre existem em qualquer material e os semicondutores não fogemà regra. Um defeito pode ser originado de diversas maneiras, seja por uma alteração numa região de uma amostra causada por uma modificação na rede cristalina, seja pela adição dé atomos estranhos como quando uma amostra passa por um processo de dopagem, por exemplo. Normalmente, quando se fala em defeitos em um cristal imaginase que somente mudanças não desejáveis nas características do material devem ser esperadas. Por um lado, esta idéiaé correta pois os defeitos podem causar alterações pelas quais as características de um material podem ser totalmente alteradas e mesmo controladas pela presença de defeitos. Um exemplo dissoé a localização de parte dos portadores (elétrons ou buracos), diminuindo a condutividade esperada de um sistema. Estaé uma conseqüência realmente séria quando se fala na produção de dispositivos eletrônicos.Pode-se considerar um efeito imediato da presença de defeitos em uma rede cristalina a introdução de uma desordem aleatória na estrutura. Podemos interpretar a desordem estudando uma série de fenômenos, mas vamos olhar aqui para os efeitos relacionados aos processos de condução de portadores. De uma maneira geral, a suposição de que uma rede cristalinaé perfeitamente periódicaé o ponto fundamental para o estudo de suas propriedades eletrônicas, mecânicas, de transporte,ópticas e assim por diante. Na realidade, o conceito de bandas de energia tem como base fundamental a periodicidade da rede cristalina e daí surgem conceitos como o da massa efetiva e intervalos de energias proibidas (ou gap, discutido nas seções seguintes), por exemplo. A presença de defeitos provoca a quebra da propriedade simétrica da periodicidade, introduz fontes de espalhamento, provocam também a quebra da coerência das funções de onda que descrevem o cristal (funções de Bloch) [1]. O problema está em como tratar a não-periodicidade para a determinação das propriedades do cristal e uma maneira de realizar esta tarefaé consideran...

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Super-redes semicondutoras: um laboratório de Mecânica Quântica

Chiquito

Lanciotti

2004

Rev. Bras. Ensino Fís.

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“…Um QD é uma estrutura com dimensão da ordem do comprimento de onda de Broglie dos elétrons, ou seja, de até algumas dezenas de nanômetros nas três direções do espaço [72], à qual um elétron pode se ligar com uma energia bem definida tal como se ligaria a um único átomo. Por isso, algumas vezes são chamados de átomos artificiais.…”

Section: Pontos Quânticosunclassified

Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs

Lima¹,

Quivy²

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Agradeço à minha filha Alice por ser uma grande inspiração na minha vida e ter feito com que eu voltasse a ficar maravilhado com os aspectos simples da vida que a gente aprende a ignorar à medida que o tempo passa. Agradeço à minha mãe Zenilda, aos meus irmãos Caroline e Alex, pelo apoio emocional crucial para o desenvolvimento desse trabalho.Agradeço ao professor Alain por ter tido tanta paciência comigo e ter me ajudado tanto com todos os tipos de problemas. É uma pessoa de virtudes excepcionais.Agradeço à professora Euzi por ter me indicado para ser orientado por seu esposo e por tudo que me ensinou até hoje.Agradeço aos professores Patrícia Lustoza de Souza, Maurício Pamplona Pires e Daniel Neves Micha por terem cedido os desenhos das máscaras das células solares. Agradeço ao Dr. Carlos César Bof Bufon e ao Sr. Davi Henrique Starnini de Camargo pela fabricação das novas máscaras.Agradeço ao professor Danilo Mustafa por ter permitido o acesso ao simulador solar.Agradeço ao Geraldo, um dos grandes responsáveis por não deixar o laboratório parar, identificando os problemas e criando adaptações muito inteligentes.Agradeço ao Sérgio que resolve nossos problemas de informática e que sempre nos dá um grande apoio nossos projetos.Agradeço ao Tiago por suas ótimas dicas de como otimizar o tempo e sobre as dicas de investimento.Agradeço ao Ahmad por ter me ajudado com os experimentos de PL, dentre tantas outras rotinas no laboratório.Agradeço ao Thales por ter me ajudado tanto na correção dessa dissertação e por ter me feito repensar em alguns conceitos ou formas de abordagem.Agradeço ao Leonardo por ter me ajudado a entender melhor o desenvolvimento do nosso experimento de responsividade espectral, por ajudar a fazer com que o perfilômetro funcionasse muito melhor do que antes e por me ensinar um pouco sobre como integrar as unidades computacionais que eu utilizava.Agradeço ao Eduardo pelo engajamento e por ter me tirado algumas dúvidas sobre o experimento de responsividade espectral que, com certeza, utilizaremos nos próximos desenvolvimentos.Agradeço ao Douglas por ter me ajudado a fazer os testes de TLM, a coletar dados com a "probe station" e a realizar as caracterizações com o simulador solar.Agradeço à USP pelo apoio estudantil que me possibilitou continuar com esse trabalho.O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001.

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Pontos quânticos: átomos artificiais e transistores atômicos

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