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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.43.1991.tde-20022014-160114
Document
Author
Full name
Paulo Daniel Emmel
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1991
Supervisor
Committee
Lima, Ivan Costa da Cunha (President)
Assali, Lucy Vitoria Credidio
Galzerani, Jose C
Leite, Jose Roberto
Silva, Antonio Ferreira da
Title in Portuguese
Estudo de absorção ótica intra-sítio em doadores situados em poços quânticos compensados
Keywords in Portuguese
Matéria condensada
Poços quânticos
Abstract in Portuguese
Neste trabalho são calculados os sub-níveis 1s, 2s, 2p±, 3s, 3p± e 3d±2 de elétrons ligados a impurezas doadoras em um poço quântico de GaAs/GaAlAs submetido a um campo magnético uniforme, via método variacional. São calculadas, então, as densidades de estados supondo-se uma distribuição uniforme de doadores, obtendo-se resultados que se assemelham aos do estado fundamental, com um pico principal e outro secundário. De posse do espectro desses sub-níveis rasos são calculados os coeficientes de absorção, na região do infra-vermelho distante, para as transições permitidas fazendo-se o uso da Regra de Ouro de Fermi. As densidades de doadores estão dentro dos limites do modelo de banda de impureza semi-clássica, portanto baixas densidades. Inicialmente é considerada uma compensação nula e uma distribuição uniforme de impurezas. Neste caso os cálculos são realizados analiticamente. Finalmente é considerada a compensação, sendo utilizada a simulação Monte Carlo. Neste segundo processo calcula-se o coeficiente de absorção, primeiramente considerando-se apenas o termo constante da expansão do potencial eletrostático das impurezas ionizadas. Em segunda etapa leva-se em conta os outros termos da expansão e faz-se um tratamento perturbativo. A forma da curva de absorção em infra-vermelho distante levando-se em conta este efeito da compensação é obtido pela primeira vez. São verificados alargamentos não homogêneos nas curvas de absorção e é estudado o efeito da variação da compensação e do campo magnético sobre o coeficiente de absorção. Este estudo constitui um elemento importante para o diagnóstico destas hetero-estruturas semicondutoras.
Title in English
Study of intra-site optical absorption in donors located in compensated quantum wells
Keywords in English
Condensed matter
Quantum wells
Abstract in English
In this work we obtain the sub-levels 1s, 2s, 2p±, 3s, 3p±, and 3d±2 of donor bound electrons in a GaAs/GaAIAs quantum well by a variational calculation. The densities of states are calculated assuming an uniform distribution of donors, obtaining results similar to that of the ground state, with two peaks, a fundamental and a secundary. We calculate, then, the absorption coefficient, in the far infrared region, by means the Fermi's Golden Rule. The densities of donors are within the lirnits of the Semiclassical Impurity Band, i. e., low densities. The calculations are made analiticaly. Finally we consider a non-zero compensation and utilize the Monte Carlo simulation. In this second process the absorption coefficient is calculated firstly considering only the constant term of the expansion of the electroslatic potential due to ionized impurities. Then a perturbative treatement is made with the other terms in the expansion. The shape of the absorption coefficient in the far infrared, with the effect of compensation, was obtained by the first time. Inhomogeneous broadenings appear in the absorptions curves and the effect of variation of compensation and magnetic field is studied. This study is an important element for hetero-structures diagnosis.
 
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39905Emmel.pdf (4.30 Mbytes)
Publishing Date
2014-02-20
 
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