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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Teoria cinética auto-consistente para o crescimento de pontos quânticos semicondutores
Author: Hernandez Jimenez, Marcela
Advisor: Westfahl Junior, Harry, 1972-
Abstract: Resumo: Principalmente por sua distribuição estreita de tamanhos os pontos quânticos auto-formados permitem controlar a sua carga eletrônica com relativa precisão. Isto tem aplicações cientícas e tecnológicas importantes, tais como lasers e dispositivos de computação quântica. Não obstante, no modo de auto-formação conhecido como Stranski-Krastanow, a cinética de crescimento que conduz a amostras com tais características, não é completamente compreendido ainda. Nas aproximações termodinâmicas, a distribuição de equilíbrio é determinada pela competição entre o custo em energia supercial e o ganho em energia elástica ao se formarem rugosidades na camada de material depositado. Já segundo considerações cinéticas, o estado nal é o resultado das reações microscópicas que afetam a difusão dos monômeros móveis no substrato. Não é claro ainda se o processo de formação de pontos quânticos é dominado principalmente por efeitos termodinâmicos ou cinéticos. Tal competição está intimamente relacionada às condições experimentais. A compreensão da relação entre esses processos é essencial na realização de amostras aptas para aplicações tecnológicas, sendo necessário desenvolver um modelo capaz de relacionar essas características com os parâmetros experimentais mensuráveis. Nesta dissertação, apresentamos um tratamento auto-consistente para resolver as equações de reação-difusão que determinam as densidades médias de monômeros e ilhas na superfície do substrato. A auto-consistência é introduzida mediante a denição de constantes de captura para cada ilha. Estas quantidades dependem, além do tamanho da ilha, dos valores médios das densidades. A análise dos processos do crescimento descreve o crescimento de ilhas 2D e a transição para ilhas 3D em termos dos parâmetros observáveis experimentalmente. Finalmente, relacionamos a modelagem cinética com a descrição do equilíbrio termodinâmico

Abstract: Mainly because of their narrow size dispersion, self-assembled semiconductor quantum dots allow the ne controlling of their electron charging. This fact has important scientic and technologic applications, such as lasers and quantum computation devices. Nevertheless, the growth kinetics, in the so-called Stranski-Krastanow mode, which leads to samples with such characteristics, is not completely understood yet. In the thermodynamic approaches, the equilibrium distribution of the dislocation free islands is determined by the competition between the surface and the gain in elastic energy when the layer over the substrate starts devoloping ondulations. From the kinetic point of view, the nal state is the result of the microscopic reactions that affect the diffusion of adatoms on the substrate. It is not clear yet if the formation process is mainly driven by thermodynamics or kinetics effects. Such a competition is believed to be strongly related to experimental conditions. Since the full understanding of this process is essential to the accomplishment of good quality samples for technological applications, it is necessary to develop a model capable of relating these characteristics with the measurable experimental parameters. In this dissertation, we present an approach that uses a self-consistent mean eld theory to solve the non-linear equation for the diffusion of interacting adatoms on a substrate.The self-consistency is introduced through the denition of capture numbers in terms of the density of adatoms and islands, strain and size of the islands. The analysis of the growth processes gives, by means of non-equilibrium statistics methods, the size distribution in terms of the dynamic and equilibrium phenomenological parameters. Finally, we relate the kinetic modeling with the description of the thermodynamical equilibrium
Subject: Nanoestrutura
Semicondutores
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2003
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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