Termodinamica estatistica e transporte em semicondutores de gap largo em campos eletricos moderados para intensos

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2001

RESUMO

Apresentamos um estudo extenso e detalhado do estado termodinâmico de não-equilíbrio, e de propriedades ópticas e de transporte de semicondutores polares de gap direto na presença de campos elétricos moderados e intensos. Para tal fim recorremos à teoria cinética quântica não-linear, que é baseada num atual e poderoso formalismo mecânico estatístico de ensembles para sistemas abertos longe do equilíbrio. Particular atenção foi dada ao caso de semicondutores polares de gap largo, especialmentes aos nitretos dos elementos da coluna III ( III-N, como GaN, InN, AlN ). Foram deduzidas as equações de evolução temporal para: o momento dos portadores, a energia dos portadores, a energia dos fônons ópticos longitudinais e trânsversais e dos fônons acústicos. Cálculos numéricos foram realizados considerando o caso particular do plasma fotocriado no semicondutor polar polar de gap direto GaN, na forma zincblenda ( cúbico ) e wurtzita ( hexagonal ), nas condições iniciais estabelecidas em um experimento de espectroscopia óptica de resolução temporal ultra-rápida. Analizamos tanto o estado transiente quanto o estacionário. Foi estudado também o caso dos semicondutores dopados tipo n, em particular: n-AlN, n-GaN e n-InN, todos na forma wurtzita. Comparações com outros resultados teóricos foram feitos para o Arseneto de Gálio e Nitreto de Gálio. Comparações com resultados experimentais no estado estacionário foram realizados para o Arseneto de Gálio e para o GaN, porém a campos baixos; até o presente há inexistência de experimentos em materiais III-N em campos intensos. Além das propriedades de transporte, estudamos também propriedades ópticas ( luminescência e absorção ) analizando o efeito de campo elétrico sobre os espectros.

ASSUNTO(S)

semicondutores de gap largo termodinamica estatistica mecanica estatistica

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados