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

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)