Defesa de Tese de Doutorado #386 – Ana Clara Sampaio Pimenta – 24/08/2021

O arseneto de gálio (GaAs) é um material amplamente estudado pela comunidade científica, cuja fase cristalina cúbica (ZB) possui características bem estabelecidas na literatura. Entretanto, quando esse composto é crescido em dimensões nanométricas, algumas de suas propriedades podem ser modificadas, como é o caso do empilhamento em uma nova estrutura cristalina: a wurtzita (WZ). As particularidades do GaAs-WZ conferem ao material diferentes estruturas eletrônica e vibracional, resultando em propriedades optoeletrônicas não observadas no GaAs-ZB. Na primeira parte deste trabalho, estudamos as propriedades químicas, eletrônicas e ópticas de nanofios (NWs) de GaAs dopados e politipismo, utilizando espectroscopia Raman (μ-RS), micro-fotoluminescência (μ-PL) e magneto-PL. Observamos, que os NWs são bastante sensíveis às densidades de potência da excitação (L), apresentando uma fotodegradação superficial a partir de L= 184 kW/cm², em temperatura ambiente, que corresponde a um aquecimento local em torno de T = 388 ºC. Constatamos, que nesta temperatura o NW sofre oxidação térmica e, ao contrário do que foi reportado na literatura, isso causa uma perda abrupta de arsênio e formação do óxido de gálio policristalino. Além das propriedades químicas, investigamos os processos de recombinação radiativa em NWs de GaAs:Mg com politipismo. Esse tipo de NW, apresenta diferentes mecanismos de recombinação radiativa, devido a não-homogeneidade axial dasua  heteroestrutura. A partir de medidas de μ-PL em baixa temperatura, verificamos que os principais mecanismos de recombinação nesta amostra se referem a éxcitons livres no GaAs-WZ e éxcitons espacialmente indiretos ou pares aceitador-doador. Notamos que essas emissões são fortemente influenciadas pela desordem estrutural na amostra e, que são mais intensas, para a excitação polarizada perpendicularmente ao eixo do NW (ˆc). Por fim, um estudo preliminar com um campo magnético externo, orientado perpendicularmente à direção c, sugere que os resultados obtidos são fortemente afetados pelas flutuações locais de potencial no NW e não podem ser explicados de forma satisfatória com o modelo existente. Na segunda parte desta tese, estudamos a interação não-linear da luz-matéria, no regime de acoplamento forte. Observamos que o decaimento do éxciton-poláriton gera uma radiação com propriedades parecidas a um laser que, consequentemente, provoca efeitos não-lineares no poço quântico (SQW) de GaAs-ZB. Essa emissão foi caracterizada e a partir dos resultados de PL resolvida com polarização e potência, constatamos a geração de segundo harmônico (SHG) pelo SQW de GaAs. Concluímos, que a eficiência da SHG é dependente da dessintonia entre as energias do éxciton e do modo da cavidade, mostrando um aumento significativo na condição em que o éxciton-poláriton sofre condensação.

Tópico: Defesa de Tese – Ana Clara Sampaio Pimenta
Hora: 24 ago. 2021 09:00 da manhã São Paulo

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https://us02web.zoom.us/j/82017356006?pwd=aG5mazBkVVd3Y2ZjeGNBbWQ4bC9nZz09

ID da reunião: 820 1735 6006
Senha de acesso: 013364