Heteroestruturas de semicondutores na presença de campos AC intensos

Orientador: Peter Alexander Bleinroth SchulzTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin"Resumo: O estudo do acoplamento de uma estrutura eletrônica de heteroestruturas de semicondutores com campos AC intensos, é o principal objetivo do presente trabalho. A interação dessa estrutura eletrônica comum campo AC de uma freqüência dada é descrita por um Hamiltoniano independente do tempo que substitui o Hamiltoniano semiclássico dependente do tempo. A estrutura eletrônica das heteroestruturas é descrita através de um modelo heurístico de ligações fortes considerando só os primeiros vizinhos. A evolução das minibandas vestidas é observada, não perturbativamente, em um esquema de quase-energias nas zonas de Brillouin. Em um primeiro caso observando a validade do modelo- simulamos uma minibanda vestida de uma super rede e seus colapsos produzidos pela variação da intensidade do campo AC, comparando esses resultados com os encontrados na literatura. Em um segundo passo, simulamos duas minibandas acopladas e vestidas de uma super rede dimerizada obtida com dois poços de diferentes larguras e alternados- desde um regime de altas freqüências onde as minibandas estão intensamente acopladas- até outro regime de baixas freqüências, onde as minibandas podem ser consideradas como isoladas. Na transição entre os ambos regimes há uma competição entre o efeito Stark AC das minibandas e o colapso em dímeros (dois poços de diferentes larguras). Quando a razão da separação das minibandas e a energia dos fótons é um número inteiro, ocorrem colapsos do gap das minibandas (semelhante a uma transição isolante-metal induzido pelo campo AC). No último caso, simulamos a estrutura eletrônica de um arranjo bidimensional de pontos ou anti-pontos quânticos sob os efeitos de um campo magnético perpendicular ao plano e dois campos AC paralelos aos lados do plano; o espectro de quase-energias apresenta uma estrutura auto-similar quando existe uma razão entre as freqüências das duas radiações. Também, observa-se o cruzamento dos autoestados induzido pelo campo ACAbstract: The study of coupling of the electronic structure of a semiconductor heterostructure with strong AC fields, is the main purpose of the present work. The interaction of the electronic structure of a heterostructure with an AC field of determined frequency is given by a time-independent Hamiltonian which replaces a semiclassic time- dependent Hamiltonian. The heterostructure electronic structure is described by a heuristic model based on the tight-binding approximation, considering only nearest neighbors. We follow the evolution of the dressed minibands, non perturbatively, in a quasienergies esquem on the Brillouin zones. Firstly, observing the validity of the model, we simulate the dressed miniband of a superlattice and the collapses produced by the variation of the AC field and comparing these results with others that we found in the literature. Secondly, we simulate two coupling and dressed superlattice minibands -obtained with two quantum wells of alternate and different width- from the high frequency regime where the minibands are strongly coupled- to other regime of low frequency, where the minibands are isolated. In the transition between both regimes, there is a competition between resonances due to AC Stark shifts and the collapsing of dressed dimers ( two wells with different width). When the ratio of the gap of minibands and the foton energy is an integer number, ocurs collapses of the miniband gap (similarly to a field induced like insulator-metal transition). Finally, we simulate the electronic structure of a bidimensional array of quantum dots or antidots under a perpendicular magnetic field and two paralel AC fields. The quasienergies spectra show an autosimilar structure when there are frequencies commesurability. Also is observed the crossing of ground state induced by the AC fieldDoutoradoFísicaDoutor em Ciência