Efeito de interface nas propriedades ópticas de pontos quânticos de InP/GaAs

Abstract

Ao meu orientador, Prof. Fernando Iikawa, pela oportunidade, orientação e paciência. À FAPESP, pelo auxílio financeiro. À Profa. Maria José Brasil, pela colaboração nos experimentos e pelas discussões. À Profa. Mônica Cotta, pela colaboração no crescimento das amostras. Ao Luiz Tizei e Prof. Daniel Ugarte, pelas medidas de TEM. Aos colegas do GPO Everton, Miguel, Paulo, Guilherme e Cheo, pelo auxílio em diversas etapas do trabalho. Ao Milton Tanabe, pelo auxílio no laboratório. Aos meus pais, Wilson e Silvana, pelo apoio e por todas as oportunidades que me ofereceram. A toda a minha família, em especial o meu tio e padrinho Rosivaldo Jr, que desde cedo incentivou o gosto pelo conhecimento e pela ciência e aos meus tios e tias, que me ajudaram em diversas ocasiões durante o tempo que morei em Campinas e a meu avô Rosivaldo, pelo carro. Aos meus amigos e a todos que fizeram desses anos de estudo uma época, digamos, pitoresca. E a todas as pessoas que de alguma forma contribuíram para este trabalho e que porventura eu não tenha mencionado. viii ix ResumoNeste trabalho, estudamos o efeito de diferentes condições de interface de InP/GaAs nas propriedades ópticas de pontos quânticos auto-organizados, crescidos por epitaxia de feixe químico, no modo Stranskii-Krastanov. Espera-se que os pontos quânticos de InP/GaAs apresentem alinhamento de bandas do tipo II, e somente os elétrons ficam confinados, enquanto os buracos ficam localizados nas camadas de GaAs em volta do ponto quântico, atraídos pelo elétron. No entanto, devido ao efeito de mistura de átomos nas interfaces o perfil de potencial nas interfaces pode ser alterado significativamente, afetando, com isso, as propriedades ópticas dos pontos quânticos.Foram estudadas amostras com as seguintes condições de interface entre a camada de InP e as camadas de GaAs: inclusão ou não de uma camada de InGaP em uma ou nas duas interfaces. O InGaP gera uma barreira para ambos os tipos de portadores de carga em uma junção tanto com o GaAs como InP e evita a difusa de As das camadas de GaAs para a de InP.Através de medidas de fotoluminescência resolvida no tempo, observamos a variação do tempo de decaimento da emissão óptica associada aos pontos quânticos de acordo com as diferentes condições de interface. Foi observado um tempo curto de decaimento em amostras sem a inclusão de InGaP e com a inclusão apenas na interface superior, enquanto foi observado um tempo longo quando incluímos camadas de InGaP em ambas as interfaces.O tempo de decaimento curto é incompatível com o alinhamento de bandas do tipo II, que deveria separar espacialmente o elétron do buraco. A partir desses resultados e estudos anteriores a esse trabalho, pudemos concluir que o tempo curto se deve à mistura de átomos nas regiões de ambas as interfaces, gerando ligas que localizam os portadores próximos um ao outro. O tempo longo na amostra contendo InGaP nas duas interfaces é atribuído à separação espacial do elétron e do buraco. O efeito de mistura de átomos nas interfaces, neste caso, não forma uma liga na inte...