Determinação de parâmetros para Hamiltonianos k.p a partir de estruturas de bandas pré-existentes (2015)
- Authors:
- Autor USP: BASTOS, CARLOS MACIEL DE OLIVEIRA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCI
- Subjects: SEMICONDUTORES; SISTEMAS HAMILTONIANOS
- Language: Português
- Abstract: O estudo das estruturas de bandas de energia representa um ponto fundamental no entendimento de alguns fenômenos no âmbito da física do estado sólido, tais como luminescências e transporte, entre outros. Estas estruturas podem ser obtidas de diversas formas: através de medidas experimentais, tais como ARPES,1 ou por modelos teóricos.24 Os modelos teóricos se dividem entre métodos ab initio, como o cálculo DFT,5 e métodos efetivos, como o k.p.6, 7 A abordagem DFT é viável para sistemas que vão de poucos átomos (como por exemplo, materiais bulk ) até centenas de átomos (ou mesmo milhares, com restrições quanto às aproximações necessárias). Para sistemas confinados, por ser necessária uma grande quantidade de átomos, o custo computacional torna-se inviável. No método k.p, por outro lado, as interações são descritas por parâmetros em um Hamiltoniano na forma matricial, geralmente fazendo uso de conceitos de simetria e da Teoria de Grupos. Esses parâmetros, entretanto, são obtidos de forma externa à teoria, através de estruturas de bandas pré-calculadas por outros métodos teóricos ou medidas experimentais. A literatura, porém, não apresenta um método de obtenção dos parâmetros k.p para qualquer estrutura cristalina, inviabilizando a construção de novos Hamiltonianos k.p. Outro detalhe é que, mesmo para os Hamiltonianos existentes, a literatura não apresenta parâmetros para todos os materiais, limitando o número de sistemas que podem ser estudados aos materiais cujos parâmetrosforam publicados. Neste trabalho propomos um método geral para obter os parâmetros k.p, que consiste em realizar um fitting entre funções originadas na equação secular do Hamiltoniano e combinações das energias provenientes das estruturas de bandas pré-calculadas. Aplicamos o método a estruturas de bandas calculadas via DFT para o GaAs na fase zinc blende e para o InAs na fase wurtzita, obtidas por meio de colaborações. Utilizamos o GaAs zinc blende para testar o método desenvolvido, comprovando sua eficiência e confiabilidade. Devido aos bons resultados obtidos com o mesmo, aplicamos o método ao InAs wurtzita, que não possui parâmetros k.p na literatura, obtendo-os com sucesso
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2015
- Data da defesa: 12.02.2015
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ABNT
BASTOS, Carlos Maciel de Oliveira. Determinação de parâmetros para Hamiltonianos k.p a partir de estruturas de bandas pré-existentes. 2015. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-13042015-090049/. Acesso em: 10 jan. 2026. -
APA
Bastos, C. M. de O. (2015). Determinação de parâmetros para Hamiltonianos k.p a partir de estruturas de bandas pré-existentes (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-13042015-090049/ -
NLM
Bastos CM de O. Determinação de parâmetros para Hamiltonianos k.p a partir de estruturas de bandas pré-existentes [Internet]. 2015 ;[citado 2026 jan. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-13042015-090049/ -
Vancouver
Bastos CM de O. Determinação de parâmetros para Hamiltonianos k.p a partir de estruturas de bandas pré-existentes [Internet]. 2015 ;[citado 2026 jan. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-13042015-090049/
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