Discretização não-uniforme das equações de Schrödinger e Poisson acopladas aplicadas a heteroestruturas semicondutoras magnéticas

• Processo: 04/09790-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2004
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2005
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: José Carlos Egues de Menezes
• Beneficiário: Gerson Ferreira Júnior
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Semicondutores Estrutura eletrônica Diferenças finitas Spintrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Diferencas Finitas | Estrutura Eletronica | Poco Quantico | Semicondutor Magnetico | Spintronica | Tridiagonalizacao

Resumo

Este projeto de iniciação científica consiste em implementar a resolução numérica das equações de Schrödinger e de Poisson acopladas utilizando a técnica de diferenças finitas com discretização não-uniforme. Serão investigadas heteroestruturas-semicondutoras contendo íons de Mn, cujo momento magnético (spin 5/2) interage fortemente com os portadores via a chamada interação de troca sp-d, responsável por um desdobramento Zeeman gigante entre as sub-bandas de spin opostos na presença de um campo magnético externo. As nanoestruturas a serem investigadas são dopadas por modulação, de forma que é necessário resolver as equações de Poisson e de Schrödinger simultaneamente. Este procedimento autoconsistente é computacionalmente dispendioso, motivando a utilização de técnicas que que otimizem o cálculo sem prejudicar a qualidade dos resultados. Ao utilizar um passo fino nas regiões em que o potencial e as funções de onda têm maior variação espacial, e um passo largo nas demais, o custo computacional necessário para tri-diagonalizar a equação de Schrödinger pode ser significativamente reduzido. Em particular, o procedimento numérico será utilizado para estudar poços quânticos duplos (bi-layers). Recentemente estes sistemas têm sido usados para estudar o efeito de ferromagnetismo de efeito Hall quântico, do ponto de vista tanto teórico quanto experimental. Este projeto é continuação de um trabalho compreendendo o período de ago/03 a jul/04, no qual o estudante implementou com sucesso a rotina de discretização não-uniforme da equação de Schrödinger e utilizou para resolver problemas acadêmicos de poço quântico. (AU)