Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /

Mostrar outras versões (1)

Resumo:Neste trabalho, utilizamos cálculos ab-initios para investigar a estrutura eletrônica de nanocristais (NC's) baseado em SiGe. Para tal, dividimos o mesmo em três partes. Na primeira parte, investigamos as propriedades excitônicas dos NC's de SiGe ordenados em estruturas do tipo core...

ver descrição completa

Na minha lista:
Detalhes bibliográficos
Principais autores: Oliveira, Erlania Lima de., Albuquerque, Eudenilson Lins., Sousa, Jeanlex Soares de.
Formato: Tese
Publicado em:
Assuntos:
Ópticas de nanocristais de SiGe -
Tese.
Efeitos de dopagem e desordem -
Optical SiGe nanocrystals.
Effects of doping and disorder.
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/16555/1/ErlaniaLO.pdf
Tags: Adicionar Tag
Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!
id oai:localhost:123456789-85996
record_format dspace
institution Acervo SISBI
collection SIGAA
topic Ópticas de nanocristais de SiGe -
Tese.
Efeitos de dopagem e desordem -
Tese.
Optical SiGe nanocrystals.
Effects of doping and disorder.
spellingShingle Ópticas de nanocristais de SiGe -
Tese.
Efeitos de dopagem e desordem -
Tese.
Optical SiGe nanocrystals.
Effects of doping and disorder.
Oliveira, Erlania Lima de.
Albuquerque, Eudenilson Lins.
Sousa, Jeanlex Soares de.
Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
description Resumo:Neste trabalho, utilizamos cálculos ab-initios para investigar a estrutura eletrônica de nanocristais (NC's) baseado em SiGe. Para tal, dividimos o mesmo em três partes. Na primeira parte, investigamos as propriedades excitônicas dos NC's de SiGe ordenados em estruturas do tipo core-shell ( Si[core]jGe[shell] e Ge[core]jSi[shell]). Também esti¬mamos as modificações induzidas pelo efeito do strain na estrutura eletrônica. Com isso, mostramos que NC's Ge/Si (Si/Ge) exibe confinamento tipo II na banda de condução (valência). A barreira de potencial estimada para os elétrons e os buracos são 0,16 eV (0,34 eV) e 0,64 eV (0,62 eV) para NC's de Si/Ge (Ge/Si). Em contradição com o es¬perado longo tempo de vida da recombinação em sistemas do tipo II, verificamos que o tempo de vida da recombinação nos NC's Ge/Si (TR = 13.39p,8) é mais de uma ordem de grandeza mais rápido do que nos NC's de Si/Ge (TR = 191.84JLs). Na segunda parte, investigamos NC's de Si1-xGex em que átomos de Ge são aleatoriamente posicionados. Desta forma, verificamos que o gap óptico e a energia de ligação do par elétron-buraco diminue linearmente com x, enquanto a energia de troca do exciton aumenta com x, de¬vido o aumento da extensão espacial da função de onda dos elétrons e dos buracos. Isso também aumenta a superposição da função de onda elétron-buraco, fazendo com que o tempo de vida da recombinação seja muito sensível à fração molar x de Ge. Finalmente, investigamos as transições radiativas nos NC / s de Si dopados com e Boro (B) e Fósforo (P). O tamanho dos nossos NC's variam entre 1.4 nm e 1.8 nm. Usando um modelo de três níveis, mostramos que o tempo de vida radiativo e a força de oscilado r entre a transição da banda de condução e o nível da impureza, como também a transição entre o nível da impureza e a banda de valência são afetados pela posição da impureza no nanocristal de Si. Por outro lado, o decaimento direto da banda de condução para a de valência não muda com presença da impureza.#$&Abstract:We have used ab initio calculations to investigate the electronic structure of SiGe based nanocrystals (NC's). This work is divided in three parts. ln the first one, we focus the excitonic properties of Si( core) / Ge( she11) and Ge( core) /Si( she11) nanocrystals. We also estimate the changes induced by the effect of strain the electronic structure. We show that Ge/Si (Si/Ge) NC's exhibits type II confinement in the conduction (valence) bando The estimated potential barriers for electrons and holes are 0.16 eV (0.34 eV) and 0.64 eV (0.62 eV) for Si/Ge (Ge/Si) NC's. ln contradiction to the expected long recombination lifetimes in type II systems, we found that the recombination lifetime of Ge/Si NC's (TR = 13.39jls) is more than one order of magnitude faster than in Si/Ge NC's (TR = 191.84/LS). ln the second part, we investigate a11oyed Sh-xGex NC's in which Ge atoms are randomly positioned. We show that the optical gaps and electron-hole binding energies decrease linearly with x, while the exciton exchange energy increases with x due to the increase of the spatial extent of the electron and hole wave functions. This also increases the electron-hole wave functions overlap, leading to recombination lifetimes that are very sensitive to the Ge contento Fina11y, we investigate the radiative transitions in P¬and B-doped Si nanocrystals. Our NC sizes range between 1.4 and 1.8 nm of diameters. Using a three-levels model, we show that the radiative lifetimes and oscillator strengths of the transitions between the conduction and the impurity bands, as we11 as the transitions between the impurity and the valence bands are strongly affected by the impurity position. On the other hand, the direct conduction-to-valence band decay is practica11y unchanged due to the presence of the impurity.
format Tese
author Oliveira, Erlania Lima de.
Albuquerque, Eudenilson Lins.
Sousa, Jeanlex Soares de.
author_facet Oliveira, Erlania Lima de.
Albuquerque, Eudenilson Lins.
Sousa, Jeanlex Soares de.
author_sort Oliveira, Erlania Lima de.
title Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
title_short Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
title_full Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
title_fullStr Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
title_full_unstemmed Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem /
title_sort propriedades ópticas de nanocristais de sige : efeitos de dopagem e desordem /
publishDate 2022
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/16555/1/ErlaniaLO.pdf
work_keys_str_mv AT oliveiraerlanialimade propriedadesopticasdenanocristaisdesigeefeitosdedopagemedesordem
AT albuquerqueeudenilsonlins propriedadesopticasdenanocristaisdesigeefeitosdedopagemedesordem
AT sousajeanlexsoaresde propriedadesopticasdenanocristaisdesigeefeitosdedopagemedesordem
_version_ 1766816557864845312
spelling oai:localhost:123456789-859962022-11-30T11:35:40Z Propriedades ópticas de nanocristais de SiGe : efeitos de dopagem e desordem / Oliveira, Erlania Lima de. Albuquerque, Eudenilson Lins. Sousa, Jeanlex Soares de. Ópticas de nanocristais de SiGe - Tese. Efeitos de dopagem e desordem - Tese. Optical SiGe nanocrystals. Effects of doping and disorder. Resumo:Neste trabalho, utilizamos cálculos ab-initios para investigar a estrutura eletrônica de nanocristais (NC's) baseado em SiGe. Para tal, dividimos o mesmo em três partes. Na primeira parte, investigamos as propriedades excitônicas dos NC's de SiGe ordenados em estruturas do tipo core-shell ( Si[core]jGe[shell] e Ge[core]jSi[shell]). Também esti¬mamos as modificações induzidas pelo efeito do strain na estrutura eletrônica. Com isso, mostramos que NC's Ge/Si (Si/Ge) exibe confinamento tipo II na banda de condução (valência). A barreira de potencial estimada para os elétrons e os buracos são 0,16 eV (0,34 eV) e 0,64 eV (0,62 eV) para NC's de Si/Ge (Ge/Si). Em contradição com o es¬perado longo tempo de vida da recombinação em sistemas do tipo II, verificamos que o tempo de vida da recombinação nos NC's Ge/Si (TR = 13.39p,8) é mais de uma ordem de grandeza mais rápido do que nos NC's de Si/Ge (TR = 191.84JLs). Na segunda parte, investigamos NC's de Si1-xGex em que átomos de Ge são aleatoriamente posicionados. Desta forma, verificamos que o gap óptico e a energia de ligação do par elétron-buraco diminue linearmente com x, enquanto a energia de troca do exciton aumenta com x, de¬vido o aumento da extensão espacial da função de onda dos elétrons e dos buracos. Isso também aumenta a superposição da função de onda elétron-buraco, fazendo com que o tempo de vida da recombinação seja muito sensível à fração molar x de Ge. Finalmente, investigamos as transições radiativas nos NC / s de Si dopados com e Boro (B) e Fósforo (P). O tamanho dos nossos NC's variam entre 1.4 nm e 1.8 nm. Usando um modelo de três níveis, mostramos que o tempo de vida radiativo e a força de oscilado r entre a transição da banda de condução e o nível da impureza, como também a transição entre o nível da impureza e a banda de valência são afetados pela posição da impureza no nanocristal de Si. Por outro lado, o decaimento direto da banda de condução para a de valência não muda com presença da impureza.#$&Abstract:We have used ab initio calculations to investigate the electronic structure of SiGe based nanocrystals (NC's). This work is divided in three parts. ln the first one, we focus the excitonic properties of Si( core) / Ge( she11) and Ge( core) /Si( she11) nanocrystals. We also estimate the changes induced by the effect of strain the electronic structure. We show that Ge/Si (Si/Ge) NC's exhibits type II confinement in the conduction (valence) bando The estimated potential barriers for electrons and holes are 0.16 eV (0.34 eV) and 0.64 eV (0.62 eV) for Si/Ge (Ge/Si) NC's. ln contradiction to the expected long recombination lifetimes in type II systems, we found that the recombination lifetime of Ge/Si NC's (TR = 13.39jls) is more than one order of magnitude faster than in Si/Ge NC's (TR = 191.84/LS). ln the second part, we investigate a11oyed Sh-xGex NC's in which Ge atoms are randomly positioned. We show that the optical gaps and electron-hole binding energies decrease linearly with x, while the exciton exchange energy increases with x due to the increase of the spatial extent of the electron and hole wave functions. This also increases the electron-hole wave functions overlap, leading to recombination lifetimes that are very sensitive to the Ge contento Fina11y, we investigate the radiative transitions in P¬and B-doped Si nanocrystals. Our NC sizes range between 1.4 and 1.8 nm of diameters. Using a three-levels model, we show that the radiative lifetimes and oscillator strengths of the transitions between the conduction and the impurity bands, as we11 as the transitions between the impurity and the valence bands are strongly affected by the impurity position. On the other hand, the direct conduction-to-valence band decay is practica11y unchanged due to the presence of the impurity. 1 2022-10-05T20:37:34Z 2022-10-05T20:37:34Z 2008. Tese 531.4-36 O48p TESE 121420 https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/16555/1/ErlaniaLO.pdf https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/16555/1/ErlaniaLO.pdf

Registros relacionados