Magneto-tunelamento ressonante em super-redes de GaAs/AsGaAs

• Main Author: Weber Hanry Morais e Feu
• Other Authors: Paulo Sérgio Soares Guimarães
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2008
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7N4FS7

=== In this thesis we present three works in weakly coupled semiconductor superlattices of GaAs/AlGaAs. In the first work we present an investigation of the electric field domain configuration in the sequential tunneling regime in weakly coupled superlattices in the presence of a magnetic field applied parallel to the quantum well layers. We show that, for an applied bias such that two electric field domains are present in the sample, as the magnetic field is increased a succession of discontinuous reduction in the electrical resistance is observed due to a magnetic field-induced rearrangement of the electric field domains. For a specially designed sample which has one larger quantum well, the electric field domain configuration triggered by the magnetic field remains stable after the field is reduced back to zero, in what constitutes a memory effect in the sense that the electrical resistance of the sample after application of magnetic field is different than before. In the second work we show temperature dependent magneto-transport measurements in a coupled multi-quantum well structure in the presence of a magnetic field applied parallel to the layers. We use the magnetic field to tune into resonance a thermally occupied excited subband in one well with a lower energy subband in an adjacent well, increasing the tunneling rates. In the work exhibited in Chapter 5, we perform magneto-tunneling measurements in doped GaAs/AlGaAs multi-quantum well structures, with the magnetic field applied perpendicular to the quantum well layers. We have found evidence of a significant magnetic field-induced reduction of low energy electron scattering mechanisms, while the effect of the magnetic field on the energy relaxation paths that include longitudinal optical (LO) phonon emission is much less significant. We found that while scattering assisted tunneling is inhibited by the magnetic field, resonant tunneling can be favored. The intersubband relaxation via LO phonons is not affected by the magnetic field to the point of becoming a limiting factor on the current. On the other side, the intersubband relaxation without LO phonon emission is clearly inhibited by the magnetic field to the point of becoming comparable to the resonant tunneling rate. === Nessa tese são apresentados três trabalhos sobre transporte elétrico em super-redes semicondutoras de GaAs/alGaAs fracamente acopladas. No primeiro trabalho, apresentado no Capítulo 3, é apresentada uma investigação da configuração dos domínios de campo elétrico no regime de tunelamento seqüencial ressoante na presença de campo magnético aplicado paralelo às camadas dos poços quânticos. É mostrado que para valores de campo elétrico aplicado em que existem dois domínios de campo elétrico na estrutura, o aumento do campo magnético provoca uma sucessão de reduções descontinuas na resistência elétrica devido ao rearranjo dos domínios de campo elétrico induzido pelo campo magnético. Para uma amostra especialmente planejada, na qual existe um poço de potencial mais largo inserido na estrutura, a configuração dos domínios de campo elétrico desencadeado pelo campo magnético permanece estável mesmo depois que o campo magnético retorna para zero. Esse efeito funciona como uma "memória", de forma que a resistência elétrica da amostra, depois de aplicado o campo magnético, é diferente da situação anterior. No segundo trabalho, descrito no Capítulo 4 são apresentadas medidas de magneto-transporte dependente da temperatura. O campo magnético aplicado paralelo às camadas foi utilizado para ajustar a ressonância de uma sub-banda de energia mais alta de um poço, populada por excitação térmica com uma sub-banda de menor energia do poço adjacente, aumentando assim a taxa de tunelamento. Por fim, no trabalho exposto no Capítulo 5 foram feitas medidas de magneto-tunelamento em super-redes, com campo magnético aplicado perpendicularmente às camadas dos poços quânticos. Foram encontradas evidências de uma redução significante nos mecanismos de espalhamento eletrônico de baixa energia induzido pelo campo magnético. Por outro lado, o efeito do campo magnéticos,nas taxas de relaxação de energia via fônons ópticos longitudinais (LO) é muito menos significante. Enquanto o tunelamento assistido por espalhamento é inibido pelo campo magnético, o tunelamento ressonante é favorecido. A relaxação da energia entre as sub-bandas via fônons LO não é afetada pelo campo magnético ao ponto de se tornar um fator limitante na corrente, o que não ocorre nos mecanismos de relaxação sem a emissão de fônons LO.