Espectroscopia de tunelamento quantico

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

1994

RESUMO

Neste trabalho implementamos experimentos para a medida da corrente de tunelamento em amostras de Dupla Barreira de GaAs/AlxGa1-xAs e de GaAs com dopagem planar de Si (d -doping). Para isto preparamos dois sistemas experimentais: a) "Circuito Ponte de Wheatstone" e b) sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro". O primeiro sistema, "Circuito Ponte de Wheatstone", permite-nos medir diretamente, além da curva característica I vs. V, a primeira e segunda derivada. Sob algumas condições particulares, é também possível obter a curva C vs. V. Entretanto, este sistema está limitado a corrente máxima de 1OmA . O sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro " permite-nos medir apenas a curva I vs. V, mas com correntes de até IA e com resolução melhor que de uma parte em 103 , o que nos possibilita obter a primeira e a segunda derivada numericamente. Para a análise das estruturas na corrente de tunelamento apresentamos os modelos teóricos utilizados para o estudo de tunelamento de elétrons e de buracos em amostras de dupla barreira. Estes são calculados na aproximação da função envelope e no método da matriz de transferência (tunelamento de elétrons), e mais o Hamiltoniano da massa efetiva de Luttinger e Kohn (tunelamento de buracos). Baseado nestes modelos determinamos: i) as posições dos picos na curva I vs. V através do cálculo da corrente de tunelamento (no caso de elétrons) e ii) as curvas das Posições dos Picos da Probabilidade de Transmissão de buracos em função da Tensão Aplicada, o que nos permite comparar estes resultados com os experimentais. Medida da curva d2I/dV2 vs. V para uma amostra de GaAs com dopagem planar (d -doping) mostrou quatro estruturas bem resolvidas. Estas estruturas podem ser associadas à tunelamento ressonante de elétrons através da camada de topo, onde os portadores são injetados do emissor (contato de Au), para as sub-bandas não populadas no poço de potencial delta. Nas amostras de Dupla Barreira de GaAs/AlxGa1-xAs foram medidas as curvas I vs. V utilizando o sistema "Fonte de Corrente e Voltímetro", e as suas derivadas foram obtidas numericamente. A amostra tipo n , N° 204, apresentou duas estruturas, uma em +2OOmV e outra em -17OmV, para as duas polarizações, as quais associamos a tunelamento ressonante de elétrons com a primeira sub-banda no poço. Outras oscilações observadas foram associadas a transmissão com a segunda sub-banda e com estados virtuais do contínuo. Já a amostra tipo p , N° 199, apresentou uma região de resistência diferencial negativa muito evidente próxima de 1,1 V na curva I vs. V. Segundo o modelo utilizado é esperado um pico de ressonância na curva I vs. V em ~ 167mV. Esta grande discrepância entre o valor esperado e o valor medido se deve principalmente a resistência dos contatos que não nos foi possível eliminar nas amostras de Dupla Barreira tipo p

ASSUNTO(S)

tunelamento (fisica) espectroscopia de tunelamento

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados