Oscilações de Shubnikov-de Haas em nanoestruturas baseadas em semicondutores de gap estreito

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: COSTA, Isabela Franco
• Orientador(a): PERES, Marcelos Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Física
• Departamento: IFQ - Instituto de Física e Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Oscilações Shubnikov-de Haas; Efeito Rashba; Poços quânticos de PbTe; Heteroestrutura baseada em SnTe; Isolante topológico cristalino; Transporte por multivales
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::FÍSICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3282

Neste trabalho foram investigadas propriedades de magneto transporte em estruturas de poço quântico de PbTe, dopado com BaF2, e uma heteroestrutura de SnTe/Sn(1-x)EuxTe. Ambas as estruturas foram crescidas pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE) pelo Laboratório Associado de Sensores e Materiais do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – LAS/INPE na cidade de São José dos Campos (SP), a fim de desenvolver semicondutores com alta cristalinidade. Essas estruturas são do tipo-p e com espessuras dadas por 10 nm do poço e 5 µm do filme. As medidas realizadas consideraram duas condições de iluminação, com luz infravermelha (IR) (940 nm de comprimento de onda) e escuro, para temperaturas variando de 300 K até 1,9 K e com campo magnético aplicado de até 9 T perpendicular à superfície. Nas discussões das curvas de magnetorresistência foram analisadas as componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas, a fim de identificar a origem do padrão de batimento, considerando a ocorrência do efeito Rashba devido interações de efeito spin-órbita e propriedades de simetria do sistema. Com essa finalidade foram calculados massas efetivas, concentração e mobilidade eletrônica de portadores, além dos fatores- de Landé, para investigar anisotropia do sistema. Nas análises das medidas de magneto transporte para o poço quântico de PbTe:BaF2 foram confirmadas o transporte por multivales, ou seja, com contribuição no transporte eletrônico pelos vales longitudinais e oblíquo da superfície de Fermi, através do cálculo das energias de confinamento dos vales dentro do poço. Enquanto para a heteroestrutura o transporte ocorreu apenas através do vale longitudinal. Para essas amostras também foram verificados os efeitos que contribuíram para geração das componentes oscilatórias do efeito Shubnikov-de Haas. Nesse caso, para o PbTe:BaF2 o cálculo da energia de Rashba de 8,4 explicou splitting do vale longitudinal e a ocorrência das frequências e . Para a heteroestrutura essa energia do splitting de Rashba correspondeu a um valor pequeno de 0,17 , calculada a partir de valores de frequências das oscilações Shubnikov-de Haas extraídas do ajuste Lifshitz-Kosevich (LK). Desse mesmo ajuste foram confirmados o transporte por estados de bulk na heteroestrutura, embora o SnTe seja isolante topológico cristalino e na teoria de isolantes topológicos são esperados transporte por estados de superfície (TSS).