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dc.contributor.authorPereira, Pedro Henrique
dc.date.accessioned2018-04-09T13:42:14Z
dc.date.available2018-04-09T13:42:14Z
dc.date.issued2015-08-07
dc.identifier.citationPEREIRA, Pedro Henrique. Geração de corrente spin polarizada em heteroestruturas dopadas com impurezas magnéticas. 2015. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9679.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9679
dc.description.abstractIn this dissertation, the computational modeling of two semiconductor structures composed of two quantum wells was performed, being a quantum well doped with magnetic impurities. Each structure was designed to form a three-level electronic sys- tem, whose energy values favor scattering Lambda when photons affect the structure. This type of scattering consists of the transition of the electron, initially confined at a low energy level, to a higher energy level, with subsequent capture to a lower third energy level than the second. The three levels lie in different confining layers that follow each other along the length of the structure, before an extended region of exit, in which the electron is free to contribute to the photocurrent. The terminology refers to the ”path”made by the electron in a diagram of energy versus position. The elec- tron rises to the highest intermediate level, and instead of being ejected in the second transition, it is recaptured before it can contribute to photocurrent generation. The effect is resonant, to achieve it, two lasers, one of each fixed frequency and another variable are included in the model. The magnetic doping in the second quantum quantum makes its potential dependent on the spin of the electron. Thus, the trap- ping frequency is spin-dependent ie the trapping of the spin component is selective at the frequency of the trapping field. To perform the calculations, the time-dependent Schrdinger equation for the conduction band was solved numerically within the effec- tive mass approximation using the split-operator method. The resonant frequencies were obtained by calculating of the absorption spectrum and also the condition of not allowing the optical transition between each fundamental state of each well was veri- fied. The spectral response of the photocurrent was studied in the resonant regime. It was verified the appearance of an attenuation of the amplitude of the photocurrent with the increase of the intensity of the trapping field, evidencing the phenomenon of the coherent trapping population. The projection of the wave function evolved over time in each eigenstate of the three-level system showed the formation of the dark state. This state is a linear combination of each ground state and its main feature is to block the transition to the higher energy state, leaving the system inert to the electromagnetic field. This proposed heterostructure showed a high degree of spin se- lectivity, thus being a strong candidate for a spin polarized photocurrent generating device.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectGeração de corrente polarizada em spinpor
dc.subjectSemiconductor magnético diluídopor
dc.subjectAprisionamento coerente de populaçãopor
dc.subjectMétodo Split-Operatorpor
dc.subjectDispositivos semicondutorespor
dc.titleGeração de corrente spin polarizada em heteroestruturas dopadas com impurezas magnéticaspor
dc.title.alternativeGeneration of polarized spin current in heterostructures doped with magnetic impuritieseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Farinas, Paulo Eduardo Fornasari
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0309157540839329por
dc.description.resumoNesta dissertação, foi realizada a modelagem computacional de duas estruturas semicondutoras compostas por dois poços quânticos, sendo um poço dopado com impureza magnética. Cada estrutura foi projetada para formar um sistema de três níveis eletrônicos, cujos os valores de energia favoreçam o espalhamento Λ quando fótons incidem na estrutura. Este tipo de espalhamento consiste na transição do elétron, inicialmente confinado em um nível de baixa energia, para um nível mais alto de energia, com a subsequente captura para um terceiro nível de energia menor que o segundo. Os três níveis situam-se em camadas confinantes diferentes que se sucedem ao longo do comprimento da estrutura, antes de uma região extensa de saída, na qual o elétron fica livre para contribuir com a fotocorrente. A terminologia faz referência ao “ caminho” feito pelo elétron em um diagrama de energia versus posição. O elétron sobe para o nível mais alto intermediário e, em vez de ser ejetado na segunda transição, ele é recapturado antes de poder contribuir para geração de fotocorrente. O efeito é ressonante, para conseguí-lo, dois lasers, um de cada frequência fixa e outro variável são incluídos no modelo. A dopagem magnética no segundo poco quântico faz com seu potencial seja dependente do spin do elétron. Com isso, a frequência de aprisionamento é dependente do spin ou seja, o aprisionamento da componente do spin é seletiva na frequência do campo de aprisionamento. Para realizar os cálculos, a equação de Schrödinger dependente do tempo, para um elétron na aproximação de massa efetiva, foi resolvida numericamente, por meio da evolução temporal das funções de onda do sistema. As frequências ressonantes foram obtidas pelo calculo do espectro de absorção e também foi verificado a condição de não ser permitido a transição óptica entre cada estado fundamental de cada poço. Foi feito o estudo da resposta espectral da fotocorrente no regime ressonante. Verificou-se o surgimento de uma atenuação da amplitude da fotocorrente com o aumento da intensidade do campo de aprisionamento, evidenciando o fenômeno do aprisionamento populacional coerente. A projeção da função de onda evoluída no tempo em cada autoestado do sistema de três níveis mostrou a formação do estado escuro. Este estado é uma combinação linear de cada estado fundamental e sua principal característica é bloquear a transição para o estado de maior energia, deixando o sistema inerte ao campo eletromagnético. Essa heteroestrutura proposta mostrou um grande grau de seletividade do spin, sendo assim uma forte candidata para um dispositivo de geração de fotocorrente polarizada em spin.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::ESTADOS ELETRONICOSpor
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3188884115548897por


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