Publicação: Efeitos coerentes em pontos quânticos semicondutores
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::PROP.OTICAS E ESPECTROSC.DA MAT.CONDENSOUTRAS INTER.DA MAT.COM RAD.E PART.
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Resumo
No presente trabalho investigamos as propriedades físicas de sistemas quânticos de dois
[1], três [2] e quatro [3] níveis formados por elétrons, excitons e trions utilizando o formalismo da matriz de densidade. A evolução unitária dos sistemas se dá com base na equação
mestra de Liouville-von Neumann [4] e os efeitos de decoerência são incluídos de acordo com
o formalismo de Lindblad [5]. Investigamos as propriedades ópticas [6] desses sistemas buscando condições favoráveis ao regime de transparência eletromagneticamente induzida [7].
Calculamos as fases geométricas associadas aos sistemas de dois e três níveis para estados
puros e mistos segundo o formalismo de nido por Pancharatnan [8]. No sistema de quatro
níveis manipulamos pulsos gaussianos de prova e controle, provocando delays [9] temporais,
chirps [10] e criando trens [11] de pulsos ultracurtos para induzir o acúmulo coerente de população e investigamos a propagação solitônica da luz no regime de transparência, associada
ao fenômeno de memória quântica. Investigamos a e ciência de uma fotocélula de pontos
quânticos acoplados por tunelamentos na presença de uma fonte externa de radiação dentro
da aproximação Markoviana [12] para a interação entre sistema e reservatório.
Abstract
In the present work we investigated the physical properties of quantum systems of two
[1], three [2] and four [3] levels formed by electrons, excitons and trions using the formalism
of the density matrix. The unitary evolution of the systems is based on the Liouville-von
Neumann [4] master equation and the decoherence e ects are included according to the
Lindblad [5] formalism. We investigated the optical properties [6] of these systems, looking
for favorable conditions to the regime of electromagnetically induced transparency [7]. We
calculate the geometric phases associated with the two and three level systems for pure and
mixed states according to the formalism de ned by Pancharatnan [8]. In the four-level system
we manipulate Gaussian pulses of test and control, provoking temporal delays [9], chirps [10]
and creating ultra-short pulse trains [11] to induce coherent population accumulation and
investigate the soliton propagation of light in the regime of transparency associated with the
quantum memory phenomenon. We investigated the e ciency of a photocell of quantum dots
coupled by tunnels in the presence of an external source of radiation within the Markovian
[12] approximation for the interaction between system and reservoir.
Palavras-chave
Pontos quânticos, Transparência eletromagneticamente induzida, Fase geométrica, Fotocélulas, Pulsos gaussianos, Quantum dots, Electromagnetically induced transparency, Geometric phase, Photocells, Gaussian pulses, Física, Células fotoelétricas
Citação
SILVA, Vanbasten Fernandes. Efeitos coerentes em pontos quânticos semicondutores. 2019. 192 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.318