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Cálculo da fotocorrente em estruturas semicondutoras do tipo QWIP (Fotodetectores de Infravermelho de Poços Quânticos) Bolsista: Felipe Cardozo Arcaro Orientador: Marcelo Z. Maialle Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas, Limeira-SP, Brazil • Estudamos os fundamentos dos fotodetectores de Infravermelho infravermelho de dispositivos semicondutores. Sistemas Semicondutores Dispositivos • Resolvemos a equação de Schrödinger, da mecânica quântica, para obter a solução analítica e numérica de uma partícula em diversos potenciais confinantes. • O procedimento numérico utiliza as soluções de uma QWIP partícula num poço de barreiras infinitas como base para (quantum well infrared photodetector) a construção de outras soluções, o que é feito através da diagonalização de uma matriz. Aplicações • Calculamos numericamente o coeficiente de transmissão de uma partícula incidente em barreiras de potencial e para isto utilizamos o método da matriz de transferência. Equação de Schrödinger Níveis Discretos de Energia Diagonalização de matriz Análise numérica: Expansão em base partícula numa caixa finita Auto-estados Tunelamento Quântico RESULTADOS Auto-estados para diversos potenciais Poço quântico Barreiras Potenciais Poço quântico em campo elétrico Matriz de transferência Poço quântico parabólico Poço quântico duplo Comprimento do poço externo: 500 Å Comprimento dos poços internos: 100 Å Distância entre os poços internos: 20 Å Potencial Estado Fundamental 1º Excitado 2º Excitado 3º Excitado 4º Excitado 5º Excitado Energia (meV) Condições de contorno RESULTADOS: Coeficiente de transmissão Posição (Å) Altura da barreira: 200 meV Focamos a atenção nas soluções da equação de Schrödinger para diversos tipos de poços quânticos, obtendo numericamente os seus estados eletrônicos. O método usado baseia-se na expansão da função de onda em uma base de auto-funções do poço de barreira infinita. Analisamos o comportamento de uma partícula incidente numa barreira de potencial. Desenvolvemos um programa numérico que utiliza o método da matriz de transferência para obter o coeficiente de transmissão. Pela análise dos picos deste coeficiente podemos criar filtros de energia que auxiliam no funcionamento de detectores infravermelhos. d Energia (meV) d d = 30 Å d = 50 Å d = 100Å Tranmissão d Tranmissão Para a compreensão dos dispositivos semicondutores detectores de infravermelho, fizemos um estudo introdutório da mecânica quântica. Transmissão CONCLUSÃO Altura da barreira: 200 meV Altura da barreira: 200 meV 30 Å 50 Å 100 Å Energia (meV) d d = 30 Å d = 50 Å d = 100Å Energia (meV) Contato: [email protected] [email protected]
