Dinâmica de femtossegundos em pontos quânticos de CdTe

Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Estudamos os fenômenos ultrarápidos em Pontos Quânticos (PQs) de CdTe em Vidros Borosilicatos usando técnicas laser de pulsos curtos (femtossegundos). Em medidas de Espectroscopia Diferencial de Transmissão Resolvida no Tempo observamos deslocamentos para o infravermelho dos espectros. Para a interpretação dos dados estudamos a Estrutura Eletrônica do CdTe com Confinamento Quântico zero dimensional (0-D). Estabelecemos que o processo responsável pelo fenômeno é a relaxação intrabanda entre os estados discretos do material. Estudamos e modelamos este e outros processos para uma discussão exaustiva. Medimos também diretamente os tempos ultracurtos de relaxação da absorção para diferentes tipos de amostras. As amostras que apresentam bandas de luminescência no infravermelho têm resposta mais rápida que as que não a apresentam. Os processos ultrarápidos das que têm essas bandas são devidos à captura dos portadores por estados de armadilhas profundas. As outras apresentam bandas de absorções induzias, diferentes dos "bleachings" das primeiras. A diferença é devida ao efeito de fotoenegrecimento, que muda permanentemente a dinâmica dos PQs por exposição prolongada dos mesmos ao feixe óptico de excitação. Estudamos a passagem das amostras "frescas" para as que se estabilizam, e não mudam mais suas propriedades. Estudando a dependência com potência reconhecemos dois processos como responsáveis por estes sinais: Recombinação "Auger", quando se tem mais que um par elétron-buraco excitado por ponto quântico; e outro processo mais lento independente da excitação óptica, provavelmente captura por estados "rasos" Abstract: We study the ultrafast phenomena in CdTc Quantum Dots in Borosilicate Glasses using short laser pulses (femtoseconds) methods. Measuring the Time Resolved Differential Transmission Spectroscopy we find infrared shifts of the bleached spectra. For the interpretation of these data we study the Electronic Structure of CdTe with 0-D Quantum Confinement. We determine that the process responsible for this phenomenum is intraband relaxation between the discrete states of the material. We study and modelate this and other processes for a detailed discussion. We also measure, in a direct way, the ultrashort relaxation times in the absorption for different samples. The samples showing luminescence bands in the infrared have faster responses than those which do not show them. The ultrafast processes of those that have these bands are due to carrier capture by deep trap states. The others show induced absorption bands, different from the bleaching of the previous ones. This difference is caused by the photodarkening effect: it changes permanently the QDs dynamics by long time exposure of them to the optical excitation beam. We study the passage from "fresh" samples to stabilized ones thit do not change their properties anymore. Studying the dependence with the optical power, we can recognize two processes causing these signals: Auger Recombination, when we have more than one electron-hole pair excited per QD; and another slower process, independent of optical excitation, probably caused by shallow state trapping Doutorado Física Doutor em Ciências