Dinâmica de portadores de carga e spin em nanoestruturas de antimonetos tipo-II

Resumo

Nanoestruturas de baixa dimensionalidade, como poços e pontos quânticos, são destaque como um dos alvos de grande atenção das pesquisas acadêmicas ao longo das últimas décadas, tanto sob o ponto de vista de Física Básica como aplicada. Nesta direção, melhorias recentes no processo de crescimento de sistemas contendo antimônio (Sb) possibilitaram a introdução deste elemento nas tradicionais ligas III-V, permitindo a abertura de um vasto leque de novas possibilidades de estudo. Dentre estas, destaca-se o ainda pouco explorado alinhamento tipo-II das bandas, em que elétrons e buracos estão espacialmente separados, gerando resultados como o longo tempo de recombinação óptica e a possibilidade de engenharia das funções de onda. Além disso, uma intrigante propriedade da inserção de Sb é o seu forte acoplamento spin-órbita, que poderá introduzir interessantes efeitos na dinâmica de spin nestas nanoestruturas e ser de grande valia para aplicações no campo das tecnologias quânticas. A fim de obter uma combinação das características de poços e pontos quânticos, realiza-se o crescimento de sistemas híbridos, que podem produzir tempos de vida dos portadores mais longos e maior e mais ampla intensidade fotoluminescente e permitir estudos do processo de injeção de spin. Todavia, apesar das diversas pesquisas reportadas na literatura, são escassas aquelas que versam sobre sistemas formados por duas nanoestruturas com alinhamento tipo-II em que, segundo nossas simulações prévias da estrutura eletrônica, existe a possibilidade de tunelamento de um único tipo de portador dependendo dos parâmetros estruturais, o que é uma excelente oportunidade para a compreensão do processo de tunelamento além de inúmeras possíveis aplicações. Desta forma, este projeto de doutorado direto busca pela investigação de nanoestruturas híbridas tipo-II e formadas por antimonetos a fim de avaliar a natureza de seu acoplamento e quais são os efeitos que a variação de parâmetros de crescimento e externos, como temperatura e campo magnético, exercem neste sistema. Assim, o foco do trabalho se dará em duas vias em estudos optoeletrônicas e simulações de estrutura eletrônica, sendo que as amostras são crescidas por nossos colaboradores. Portanto, os resultados desta tese deverão abranger minuciosamente a dinâmica dos portadores e spin nestes sistemas pouco pesquisados. (AU)