Polaritons de exciton em super-redes semicondutoras

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

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