Poço quântico

Mecânica quântica

{\Delta x}\,{\Delta p}\geq {\frac {\hbar }{2}}

Princípio da Incerteza

Introdução à mecânica quântica

Formulação matemática

Introdução
Mecânica clássica Antiga teoria quântica Interferência · Notação Bra-ket Hamiltoniano

Conceitos fundamentais
Estado quântico · Função de onda Superposição · Emaranhamento · Incerteza Efeito do observador Exclusão · Dualidade Decoerência · Teorema de Ehrenfest · Tunelamento

Experiências
Experiência de dupla fenda Experimento de Davisson–Germer Experimento de Stern-Gerlach Experiência da desigualdade de Bell Experiência de Popper Gato de Schrödinger Problema de Elitzur-Vaidman Borracha quântica

Representações
Representação de Schrödinger Representação de Heisenberg Representação de Dirac Mecânica matricial Integração funcional

Equações
Equação de Schrödinger Equação de Pauli Equação de Klein–Gordon Equação de Dirac

Interpretações
Copenhague · Conjunta Teoria das variáveis ocultas · Transacional Muitos mundos · Histórias consistentes Lógica quântica · Interpretação de Bohm Estocástica · Mecânica quântica emergente

Tópicos avançados
Teoria quântica de campos Gravitação quântica Teoria de tudo Mecânica quântica relativística Teoria de campo de Qubits

Cientistas

* Bell* Blackett* Bogolyubov* Bohm* Bohr* Bardeen* Born* Bose* de Broglie* Compton* Cooper* Dirac* Davisson * Duarte* Ehrenfest* Einstein* Everett* Feynman* Hertz* Heisenberg* Jordan* Klitzing* Kusch* Kramers* von Neumann* Pauli* Lamb* Laue* Laughlin* Moseley* Millikan* Onnes* Planck* Raman* Richardson* Rydberg* Schrödinger* Störmer* Shockley* Schrieffer* Shull* Sommerfeld* Thomson* Tsui* Ward* Wien* Wigner* Zeeman* Zeilinger* Zurek

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Os poços quânticos são estruturas semicondutoras de camadas finas nas quais podemos observar e controlar muitos efeitos da mecânica quântica.^[1] Mais claramente, um poço quântico é análogo e representa o mesmo conceito: Energia. Por exemplo, se o buraco no chão estivesse 10 metros abaixo, precisaria-mos de uma energia de sua massa vezes a altura do poço * a constante de aceleração gravitacional (~10 metros por segundo ao quadrado) para subir verticalmente para fora do poço.^[2]

Eles derivam a maioria de suas propriedades especiais do confinamento quântico de portadores de carga (elétrons e "buracos") em camadas finas (por exemplo, 40 camadas atômicas de espessura) de um material "poço" semicondutor imprensado entre outras camadas "barreira" semicondutoras. Eles podem ser fabricados com alto grau de precisão pelas modernas técnicas de crescimento de cristais epitaxiais. Muitos dos efeitos físicos em estruturas de poços quânticos podem ser vistos à temperatura ambiente e podem ser explorados em dispositivos reais.^[1]

Do ponto de vista científico, eles também são um "laboratório" interessante, no qual podemos explorar vários efeitos da mecânica quântica, muitos dos quais não podem ser facilmente investigados no ambiente usual de laboratório.^[3]

Esses dispositivos de poço quântico vêm substituindo muitos, se não todos, componentes elétricos convencionais em muitos dispositivos eletrônicos.^[4]

História

O poço quântico de semicondutores foi desenvolvido em 1970 por Esaki e Tsu, que também inventaram superláticos sintéticos.^[5] Eles sugeriram que uma heteroestrutura composta de camadas finas alternadas de semicondutores com diferentes intervalos de banda deve exibir propriedades interessantes e úteis.^[6]

O desenvolvimento de dispositivos semicondutores usando estruturas compostas por múltiplos semicondutores resultou em prêmios Nobel para Zhores Alferov e Herbert Kroemer em 2000.^[7]

Referências

↑ ^a ^b Miller, David A. B. «Optical Physics of Quantum Wells» (PDF). AT&T Bell Laboratories
↑ «What is a quantum well?». www.physlink.com. Consultado em 14 de fevereiro de 2020
↑ Oppo, G. L.; Barnett, Stephen M.; Riis, E.; Wilkinson, M. (1 de janeiro de 1997). Quantum Dynamics of Simple Systems: Proceedings of the Forty Fourth Scottish Universities Summer School in Physics, Stirling, August 1994 (em inglês). [S.l.]: CRC Press. pp. 240 – 262. ISBN 978-0-7503-0490-0
↑ Odoh, E. O., & Njapba, A. S. (2015). A review of semiconductor quantum well devices. Adv. Phys. Theor. Appl, 46, 26-32.
↑ Fox, Mark; Ispasoiu, Radu (2007). Kasap, Safa; Capper, Peter, eds. «Quantum Wells, Superlattices, and Band-Gap Engineering». Boston, MA: Springer US. Springer Handbooks (em inglês): 1021–1040. ISBN 978-0-387-29185-7. doi:10.1007/978-0-387-29185-7_42
↑ Nag, B. R. (2002). Physics of quantum well devices. Kluwer Academic Publishers.
↑ Simon, Steven H. (2017). The Oxford solid state basics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-968077-1. OCLC 1091723162.