Estados de impurezas em semicondutores e nanoesetruturas sob campos externos

Abstract

São calculados e analisados os estados estacionários de elétrons ligados a impurezas em materiais semicondutores e nanoestruturas. Os estados eletrônicos são descritos mediante a aproximação de massa efetiva. A equação de massa efetiva é resolvida numérica e computacionalmente, combinando o uso do método variacional e do método de diferenças finitas. Os cálculos referem-se a uma impureza doadora rasa nos seguintes sistemas: (1) um ponto quântico esférico sob campos magnéticos e elétrico, incluindo a estrutura CdSe/ZuS/CdSe/SiO2; (2) um poço quântico ultrafino sob campo magnético, focando os estados ligados de dois elétrons e (3) silício sob campo magnético. Os resultados são comparados com os de outros trabalhos téoricos disponíveis na literatura e com dados experimentais recentes. Os elementos de matriz necessários no cálculo variacional e as condições de fronteira utilizadas no método de diferenças finitas são apresentados de forma detalhada

The bound eletronic states of impurities in different systems based on semiconductor materials are calculated and analyzed. The electronic states are described by using the effective-mass approximation. The effective-mass equation is solved by numerical and computacional techniques, combining variational approaches and the finite-difference method. The calculations are performed for a shallow-donor impurity in the following systems: (1) a spherical quantum dot under electric and magnetic fileds, including the structure CdSe/ZnS/CdSe/SiO2; (2) an ultra-thin quantum well subject to a magnetic field, focusing the bound states of two electrons and (3) silicon under a magnetic field. The results are compared with those in theoretical works available in the literature and with recent experimental data. The matrix elements required in the variational calculations and the bondary conditions used in the finite-difference sheme are given