Confinamento em fios quÃnticos semicondutores. - Andrey Chaves (2007)
AvanÃos nas tÃcnicas de crescimento tÃm tornado possÃvel a fabricaÃÃo de estruturas semicondutoras unidimensionais em escala nanomÃtrica, chamadas de fios quÃnticos. O interesse nestas estruturas tem crescido bastante, devido a suas aplicaÃÃes em dispositivos eletrÃnicos e tambÃm devido a sua quÃmica ser facilmente manipulÃvel. Em particular, trabalhos experimentais tÃm mostrado o crescimento de fios quÃnticos core-shell e de fios semicondutores com uma heteroestrutura longitudinal. Neste trabalho estudamos as propriedades excitÃnicas de fios quÃnticos cilÃndricos Si/Si1-xGex core-shell, considerando duas possibilidades para o alinhamento da banda de conduÃÃo: tipo-I, onde elÃtrons e buracos estÃo confinados no mesmo material, e tipo-II, onde os portadores estÃo separados espacialmente. Usamos um Hamiltoniano que leva em conta a existÃncia de interfaces graduais entre materiais. No tipo-I, observamos que a energia do exciton Ã fracamente afetada pela presenÃa do campo magnÃtico, principalmente para pequenos raios do fio. JÃ para o tipo-II, o aumento da intensidade do campo magnÃtico leva a transiÃÃes quase periÃdicas no momento angular do elÃtron, o que gera oscilaÃÃes de Aharonov-Bohm na energia do exciton. TambÃm investigamos teoricamente como a existÃncia de interfaces graduais pode afetar o confinamento em fios quÃnticos com heteroestruturas GaAs/GaP e InAs/InP ao longo de seus eixos de crescimento. Nossos resultados mostram que, Ã medida que o raio do fio diminui, o potencial efetivo que atua sobre um portador pode forÃar sua localizaÃÃo nas barreiras. Quando consideramos interfaces graduais entre os materiais que compÃem a heteroestrutura, este potencial efetivo adquire uma forma peculiar, gerando pequenos poÃos nas interfaces, capazes de confinar os portadores nesta regiÃo.