Controle do tunelamento de portadores de carga únicos em nanoestruturas híbridas baseadas em antimonetos

• Processo: 24/13583-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 10 de dezembro de 2024
• Vigência (Término): 09 de dezembro de 2025
• Área do 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
• Local de pesquisa: University of Arkansas, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 22/08731-3 - Dinâmica de portadores de carga e spin em nanoestruturas de antimonetos tipo-II, BP.DD
• Assunto(s): Fotoluminescência Poços quânticos Pontos quânticos Spin
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica de portadores de carga | fotoluminescencia | Poços Quânticos | pontos quânticos | Spin | Fotoluminescência de nanoestruturas semicondutoras

Resumo

Recentes avanços nas técnicas de crescimento envolvendo nanoestruturas baseadas em antimônio têm despertado considerável interesse em incorporá-las nos sistemas tradicionais de semicondutores III-V. Essa busca é impulsionada por sua capacidade de deslocar emissões ópticas para os comprimentos de onda de telecomunicações, reduzir strain, melhorar efeitos de acoplamento spin-órbita e permitir diferentes alinhamentos de bandas. Essas características os tornam candidatos promissores para aplicações em optoeletrônica, spintrônica, emissores de fótons únicos e tecnologias de informação quântica.Sob essa perspectiva, heteroestruturas compostas por camadas de poços quânticos (QWs) e pontos quânticos (QDs), acopladas por tunelamento através de uma fina camada intermediária, têm demonstrado efeitos intrigantes relacionados aos mecanismos de tunelamento e dinâmica de spin, oferecendo perspectivas para conversão de spin por elétron-fóton, operação aprimorada de lasers e manipulação de estados de spin. No entanto, poucos estudos investigam os elementos intrínsecos desses processos, particularmente o papel desempenhado pelos buracos nessas estruturas, que frequentemente é dominado pela dinâmica dos elétrons. Para abordar este problema, propomos estudar sistemas formados por QWs e QDs do tipo II, onde apenas os buracos são confinados espacialmente, permitindo o controle preciso do tunelamento por um único tipo de portador.Assim, este projeto visa explorar os aspectos intrínsecos da dinâmica dos buracos em nanoestruturas semicondutoras acopladas por tunelamento baseadas em antimonetos e seus potenciais usos em spintrônica. Combinando alterações de composição e dimensão com simulações de estrutura de bandas, as transições ópticas serão ajustadas para alcançar condições ideais para investigar tunelamento de buracos, efeitos de curvatura de banda e coerência de éxcitons. Técnicas de caracterização serão empregadas para estudar a morfologia e a distribuição química das amostras, enquanto a espectroscopia de fotoluminescência (PL) será usada para investigar suas propriedades eletrônicas e dinâmicas. Parâmetros externos como potência de excitação, campos elétricos e magnéticos serão aplicados para explorar rotas eficientes de ajuste da força de acoplamento entre as nanoestruturas e controle da polaridade de spin. Portanto, o desenvolvimento deste projeto será fundamental para compreender os conceitos básicos por trás da dinâmica dos buracos nesses atrativos sistemas.