Interações eletrônicas em semicondutores normais e em plasmas, quando sob a ação de campos eletromagnéticos

Orientador: Luiz Carlos Moura MirandaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Neste trabalho procedeu-se um estudo do efeito de campos externos sobre o comportamento de interações eletrônicas em semicondutores e em plasmas gasosos. Os campos externos consistiram de campos de lasers associados ou não à presença simultânea de um campo magnético d.c. No caso dos plasmas gasosos estudou-se o aquecimento via bremsstrahlung inverso ( BI ) devido a ação de lasers intensos. Demonstrou-se que devido as modificações que a presença dos dois lasers introduz na blindagem das interações coulombianas no plasma. o processo de BI. no caso de lasers intensos, pode dominar sobre outros mecanismos de aquecimento ( via modos coletivos ) devidos a absorção de energia do campo e.m. quando a frequência de batimento dos lasers assume valor próximo da frequência de plasma. A presença adicional de um campo magnético d.c. preserva esta característica mas leva, também, o BI a uma condição de inoperância quando a frequência do laser situa-se próxima da frequência de ciclotron dos elétrons no magnetoplasma (ressonância ciclotrônica ). No que se refere aos efeitos sobre semicondutores abordou-se o problema da amplificação de fonons em presença de dois campos de lasers. Estabeleceu-se o condicionamento do processo e demonstrou-se ser viável a amplificação de fonons acústicos com frequências restritas a uma banda estreita. O caso do InSb sujeito a ação de um laser de CO2 e um laser de ICN foi tomado como exemploAbstract: The effect of external fields on the behavior of electron interactions in both a solid state and a gaseous plasma has been considered. The external fields consisted of strong electromagnetic waves by themselves or in association with a d.c. magnetic field. As to the interactions in a gaseous plasma the plasma heating by inverse bremsstrahlung ( IB ) was studied with the plasma irradiated with strong laser fields. It was shown that due to modifications introduced by two e.m. fields on the coulomb screening in the plasma the IB may turn out to be the main heating mechanism dominating over the heating by collective instabilities. This happens when the beating frequency w of the two lasers matches the plasma frequency wp. The additional influence of a d.c. magnetic p field preserves these characteristics of the IB heating for w = wp but renders the process essentially inoperant when the laser ciclotron resonanceobtains in the magnetoplasm. In regard of the effects upon a semiconductor plasma the problem of phonon amplification under the action of two laser fields wes considered. The conditions for the process to occur have been established and we have demonstrated the feasebility of phonon amplification within a narrow band of phonon frequencies. A typical calculation was worked out for an InSb sample under the simultaneous action of both a weak CO2 laser and a strong ICN laserDoutoradoFísicaDoutor em Ciência