Análise das propriedades eletrônicas e ópticas em semicondutores magnéticos diluídos (SMDs)

Análise das propriedades eletrônicas e ópticas em semicondutores magnéticos diluídos (SMDs)

Discente: 
Jandrews Lins Gomes
Orientador: 
Sara Cristina Pinto Rodrigues

Um conceito sobre Nanotecnologia refere-se ao controle de sistemas funcionais na escala
molecular, permitindo a criação de novos materiais e dispositivos. Neste contexto, temos uma nova
área, a spintrônica, onde o spin do elétron é usado para carregar informação. Avanços recentes na física
e tecnologia de novos materiais com semicondutores magnéticos diluídos (SMDs), abrem uma ampla
gama de aplicações destes sistemas em dispositivos spintrônicos. Este fato é possível desde a descoberta
do ferromagnetismo em compostos II-VI e III-V dopados com Mn. Os SMDs mais investigados são
aqueles baseados em compostos III-V, tal como o GaAs:Mn e InAs:Mn, e suas ligas, principalmente
porque estas apresentam uma temperatura de Curie (TC) alta. Alguns dados experimentais indicam a
presença de ferromagnetismo entre temperaturas de 4,1 a 400 K para poços quânticos de InGaAs tipo-p
e com dopagem tipo delta de Mn. Para o caso de SMDs baseados no grupo II-VI, temos que o ZnTe é um
caso excepcional de material de gap largo, no qual é possível obter cristais com alta condutividade tipo-p.
Além disso, existem resultados experimentais que indicam ferromagnetismo a temperatura ambiente em
filmes de ZnTe:Cr. Assim, todos estes materiais vêm atraindo grande atenção tanto do ponto de vista
experimental quanto teórico.
Neste trabalho nós calculamos as densidades de carga de spin, os espectros de fotoluminescência
teóricos e polarizações de poços quânticos de ZnSe=(nZnTe : Mg=ZnTe : MT) e GaAs=
(nInGaAs : MT), MT sendo metal de transição. Nós aplicamos o método~k ~p, através dos cálculos
autoconsistentes dentro do modelo de multibandas 66 de Luttinger Kohn ou 88 de Kane, juntamente
com a equação de Poisson para calcular as propriedades eletrônicas destes sistemas. Efeitos de
troca-correlação são incluídos dentro da aproximação da densidade local. Também levamos em conta os
efeitos de tensão devido ao descasamento dos parâmetros de rede. Analisamos as densidades de carga de
spin, polarizações e transições eletrônicas em função do número de camadas magnéticas n, porcentagem
de MT e In, larguras das camadas magnéticas e não magnéticas e concentrações de Mg. Desta forma,
mostramos que o modelamento destes sistemas é um passo importante para alcançarmos a máxima polarização.
Estes resultados são de fundamental importância para prever a construção de estruturas de
multicamadas baseadas em semicondutores do grupo III-V e II-VI no sentido de desenvolver novas aplicações
para a spintrônica.