Propriedades ópticas de caixas quânticas semicondutoras

Orientador: José Antonio BrumDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Neste trabalho, apresentamos um estudo das propriedades ópticas de Caixas Quânticas (QDs) semicondutoras. Iniciamente, um sistema de GaAs / In0.24Ga0.76As /Al0.3Ga0.7As, intensionalmente dopado com material do tipo-n foi considerado, onde ocorre a transferência de elétrons provenientes da dopagem para o poço quântico de In0.24Ga0.76As. Os QDs encontram-se na interface poço/barreira. Apresentamos uma aproximação simples para saber como que a presença QDs influenciam na transferência de cargas. Nossos resultados mostram que a presença dos QDs na amostra não alteraram significativamente a transferência de cargas e, basicamente, o que ocorre é uma redistribuição dos elétrons que deixam o poço quântico e passam ocupar os estados dos QDs. Quando excitados opticamente, o QD é ocupado por um par elétron buraco. Em materiais do tipo-II, o elétron e o buraco estão em materiais diferentes mas podem formar um par de particular ligadas, via interação Coulombiana. Estudamos as excitações ópticas em QDs de InP/GaAs, que apresenta alinhamento de banda do tipo-II, no qual o elétron está confinado na região do InP enquanto o buraco se encontra livre na região do GaAs. Outro problema abordado foi o problema do éxciton carregado negativamente (X-). O elétron extra, que pode ser proveniente da dopagem ou de uma excitação óptica acima da barreira, fica confinado na região do InP alterando o espectro óptico da amostra. Nossos resultados mostram que o buraco é ligado em ambos os casos. A recombinação entre complexos do tipo X- emite fótons mais energéticos do que o fóton emitido na recombinação do éxciton neutro, contribuindo no deslocamento para o azul do espectro de fotoluminescência quando a potência laser é aumentadaAbstract: In this work, we present a study of the optical properties of semiconductor Quantum Dots (QDs). First, we consider a system of GaAs/In0.24Ga0.76As/Al0.3Ga0.7As intentionally doped with type-n material, where the electrons are transfer from the doping layer to the In0.24Ga0.76As quantum well. The QDs are in the well/barreir interface. We present a simple approuch to know how the presence of the QDs influences the charge transfer. Our results show that the presence of the QDs in the sample does not modify significantly the charge transfer and, basically, what happens is a redistribution of the electrons from the quantumwell to the QDs states. When optically excited, the QD is occupied by a pair electron-hole. In type- II material, electron and hole are in different layer but they can form a pair of bound particles, due to Coumlombian interaction. We studied the optical excitations in InP/GaAs QD that presents type-II band alignment. The electron is confined in InP region while the hole are free in GaAs region. Other problem investigated concerns the negative charged exciton (X-). The extra electron can be from the doping or from an optical excitation above the barrier, being confined in the InP region modifying the optical spectrum of the sample. Our results show that the hole is bound in both cases. The recombination of X- complex emits photons with higher energy than the neutral exciton recombination, contributing to the blue shift of the photoluminescence spectrum with the increasing laser powerMestradoFísicaMestre em Físic