Pesquisas em semicondutores em baixas temperaturas e campos magnéticos intensos

Resumo

Propomos um programa de pesquisas em materiais semicondutores envolvendo principalmente baixas temperaturas e campos magnéticos intensos, os principais recursos do LESBT. O programa dá continuidade a projetos já em andamento sobre interações magnéticas em semicondutores magnéticos diluídos (SMD) em bulk e propriedades elétricas e ópticas em estruturas bidimensionais III-V, e inicia um programa novo em materiais IV-VI produzidos por MBE. Em SMDs propomos continuar a investigação sobre interações de troca entre vizinhos distantes, por meio de degraus de magnetização, em seqüência ao trabalho pioneiro por nós publicado sobre a série ZnMnX (X=S, Se e Te). Naquele trabalho foi medido pela primeira vez uma seqüência de constantes de troca até quintos vizinhos e os resultados contrariam frontalmente as previsões teóricas existentes. Propomos investigar a série CdMnX e materiais contendo Co. Este programa visa estabelecer, pela primeira vez, séries de constantes de troca entre vizinhos distantes que estimulem novos estudos teóricos e conseqüentemente melhorem o entendimento dos mecanismos da interação. Propomos também investigar (via degraus de magnetização) a anisotropia da interação de troca em SMDs tais como PbCeS e PbCeSe. Além disso, propomos a investigação de degraus de magnetização em compostos IV-VI bulk em continuação às investigações iniciadas com a série PbEuX . Propomos a substituição do Eu por Mn e Gd no PbX, e também o estudo dos materiais SnTe com Eu e Gd. As amostras para os estudos acima virão do nosso parceiro polonês Z. Golacki. Os estudos atuais em estruturas III-V estão concentrados em super-redes dopadas visando à obtenção de sistemas de alta mobilidade. Pretendemos otimizar os resultados obtidos, e em uma etapa seguinte desenvolver super-redes de dopagem remota que apresentam propriedades peculiares. Propomos projetar, fabricar (MOCVD do CETUC-PUC/RJ, no CPQD-LNLS, e por MBE no IFUSP) e caracterizar vários tipos destas super-redes variando os parâmetros da estrutura. Pretendemos desenvolver cálculos teóricos utilizando vários tipos de aproximação, para interpretar os resultados. O objetivo deste programa é desenvolver super-redes de alta mobilidade, desenvolver métodos teóricos para descrever as interações e pesquisar efeitos de muitos corpos em um sistema de elétrons degenerados com dimensionalidade entre 2 e 3. Para as pesquisas propostas em materiais IV-VI estamos nos associando ao grupo do Laboratório de Materiais e Sensores do INPE que dispõe de um MBE para crescimento de PbTe e SnTe com Eu e eventualmente Mn. Este grupo tem forte suporte do grupo do Prof. G. Bauer da Univ. de Linz na Áustria... (AU)