Interação elétron-fonon em estruturas semicondutoras

Abstract

Nesta tese estuda-se a interação elétron (exciton) fônon em várias estruturas semicondutoras tais como poços quânticos, heterojunções, fios quânticos e filmes semicondutores crescidos sobre um substrato semicondutor, através de um método variacional. Mostra-se que a interação elétron (exciton) - fônon LO é importante tanto nos poços quânticos como nos fios quânticos, aumentando a energia de ligação dos excitons e dos elétrons ligados à uma impureza hidrogênica doadora. No caso de elétrons ligados a uma impureza mostra-se que os efeitos de blindagem reduzem drasticamente a energia de ligação e os efeitos polarônicos. Nos fios quânticos, é mostrado que a interação elétron-fônon LO produz efeitos polarônicos sempre superiores aos em sistemas produzidos tridimensionais ou quase-bidimensionais. Estudam-se também os fônons interfaciais existentes em poços quânticos, heterojunções e filmes semicondutores. Obtem-se as relações de dispersão, o potencial de interação elétron-fônon interfacial e os efeitos polarônicos

In this thesis we study the electron (exciton)-phonon interaction in some semiconductor structures such as quantum well, heterojunctions, quantum well wires and films of semiconductors using a variation approach. It is showed that the electron (exciton)-phonon LO interaction is very important as in quantum well as in quantum well wire, increasing the binding energy of excitons and donor hidrogenic impurities. In the last case it is showed that screening plays a fundamental role bring down the binding energy and the polaronic corrections. Polaronic corrections in quantum well wires are calculated and are superior to corrections in three and quasi bidimensional systems. Finally, the dispersion relation, interaction potential describing the electron-interface interaction and the polaronic effects are obtained for various systems