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Title: Polaritons de exciton em super-redes semicondutoras
Authors: Medeiros, Fábio Ferreira de
Keywords: Exciton de Frenkel;Exciton de Wannier-Mott;Polaritons de exciton (PE);Super-redes quasiperiódicas;Formalismo da matriz de transferência;Cálculo da relação de dispersão dos PEs e nitretos;Exciton of frenkel;Exciton of wannier-mott;Exciton-polariton;Transfer-matrix formalism;Exciton-polariton dispersion relation;Nitride
Issue Date: 3-Dec-2004
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: MEDEIROS, Fábio Ferreira de. Polaritons de exciton em super-redes semicondutoras. 2004. 99 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2004.
Portuguese Abstract: Neste trabalho estudamos o espectro (modos de volume e de superfície) dos polaritons de exciton em uma super-rede binária infinita e semi-infinita (tal como, ···ABABA···), onde um meio semicondutor (A), cuja função dielétrica depende da frequência e do vetor de onda, alterna-se com um dielétrico comum (B). Aqui, o meio A será modelado por um semicondutor da família dos nitretos (semicondutor III-V) que tem como característica principal um gap de energia (Eg) direto e largo. Em particular, consideramos os valores numéricos para o nitreto de gálio (GaN) com uma estrutura cristalina tipo wurtzite. A técnica da matriz de transferência é utilizada para encontrarmos a relação de dispersão do polariton de exciton. Os resultados são obtidos para os modos de polarização s (ou modo TE: transversal elétrico) e p (ou modo TM: transversal magnético), usando três diferentes condições de contorno adicionais (ABC1, 2 e 3), mais as condições de contorno padrões de Maxwell. Além disso, investigamos o comportamento dos modos do polariton de exciton para diferentes razões entre as espessuras das camadas dos dois materiais que compõem a super-rede Os espectros encontrados evidenciam um comportamento de confinamento dos polaritons de exciton devido às geometrias empregadas. As técnicas experimentais ATR ("Attenuated Total Reflection") e o espalhamento Raman são as mais adequadas para a caracterização dessas excitações
Abstract: In this work we study the spectrum (bulk and surface modes) of exciton-polaritons in infinite and semi-infinite binary superlattices (such as, ···ABABA···), where the semiconductor medium (A), whose dielectric function depends on the frequency and the wavevector, alternating with a standard dielectric medium B. Here the medium A will be modeled by a nitride III-V semiconductor whose main characteristic is a wide-direct energy gap Eg. In particular, we consider the numerical values of gallium nitride (GaN) with a crystal structure wurtzite type. The transfer-matrix formalism is used to find the exciton-polariton dispersion relation. The results are obtained for both s (TE mode: transverse electric) and p (TM mode: transverse magnetic) polarizations, using three diferent kind of additional boundary conditions (ABC1, 2 e 3) besides the standard Maxwell's boundary conditions. Moreover, we investigate the behavior of the exciton-polariton modes for diferent ratios of the thickness of the two alternating materials forming the superlattice. The spectrums shows a confinement of the exciton-polariton modes due to the geometry of the superlattice. The method of Attenuated Total Reflection (ATR) and Raman scattering are the most adequate for probing this excitations
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/16644
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