Abordagem por strain e dinâmica de spin em nanoestruturas híbridas de Ga(As)Sb ponto/poço quântico

• Processo: 21/10254-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 10 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 09 de maio de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marcio Daldin Teodoro
• Beneficiário: Gabriel Marques Jacobsen
• Supervisor: Gregory J. Salamo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Arkansas, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/06328-1 - Instrumentação magneto-raman com uso de um microscópio confocal em ambientes criogênicos, BP.IC
• Assunto(s): Semicondutores Estados eletrônicos Pontos quânticos Poços quânticos Antimônio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: antimonetos | Caracterização | Estados eletrônicos | nanoestruturas semicondutoras | poço quântico | Ponto quântico | Nanoestruturas semicondutoras

Resumo

Esforços recentes em melhorar as técnicas de crescimentos de nanoestruturas baseadas em antimônio têm permitido sua incorporação nos tradicionais sistemas de semicondutores da família III-V, abrindo um amplo campo de investigações para a Física da Matéria Condensada. Sua relevância reside no deslocamento da emissão óptica em direção ao comprimento de onda das telecomunicações (1,2 - 1,6 ¼m), forte acoplamento spin-órbita e a possibilidade de alinhamento tipo-II, o que os tornam promissores candidatos para dispositivos optoeletrônicos de alta eficiência, tecnologia de informação quântica e emissores de fóton único. Nessa perspectiva, camadas de GaAsSb para recobrir pontos quânticos (QDs) têm atraído grande atenção devido a suas propriedades únicas como a supressão da decomposição do QD, uma vez que atua como uma camada de redução de strain (SRL), e por levar a um alinhamento de bandas do tipo-II para certos valores de concentração de antimônio (Sb). Como exemplo, InAs/GaAsSb QDs têm sido vastamente investigados nos últimos anos and grandes passos ao desenvolvimento de células solares de alta eficiência de QDs foram alcançados. No entanto, a fraca emissão luminescente como resultado da separação espacial dos portadores e a modificação da dinâmica dos buracos ainda permanecem como obstáculos nesta área de pesquisa. Uma interessante e bem sucedida abordagem, ainda que pouco reportado na literatura, é o crescimento de uma camada entre o poço e o ponto quântico, em que a opção mais usual é o GaAs. Este espaçador é responsável por garantir o ajuste do perfil de confinamento dos buracos and também por influenciar fortemente as propriedades ópticas e o strain dentro da estrutura. Portanto, este projeto é dedicado ao estudo de nanoestruturas híbridas de Ga(As)Sb ponto/poço quântico com uma camada espaçadora de GaAs crescidas por epitaxia de feixes moleculares (MBE) através de medidas de fotoluminescência (PL), PL dependente da potência de excitação e da temperatura, PL resolvida no tempo (TRPL), excitação fotoluminescente (PLE), difração de raios-X (XRD) e microscopias de transmissão eletrônica e força atômica. Também, simulações com o Nextnano serão realizadas a fim de fornecer melhor compreensão das propriedades eletrônicas e ópticas. A pesquisa será desenvolvida no Instituto de Nanociência e Engenharia da Universidade de Arkansas, que possui todos os equipamentos necessários para a proposta em questão. (AU)