Orientador: Carlos Alberto da Silva Lima

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Nessa tese após uma breve digressão sobre o tratamento quântico de um sólido cristalino (estrutura de bandas) dentro dos vários esquemas implementados até hoje, procuramos desenvolver um estudo de alguns aspectos dos efeitos de um campo eletromagnético intenso (laser) sobre um sólido...

Resumo: Nessa tese após uma breve digressão sobre o tratamento quântico de um sólido cristalino (estrutura de bandas) dentro dos vários esquemas implementados até hoje, procuramos desenvolver um estudo de alguns aspectos dos efeitos de um campo eletromagnético intenso (laser) sobre um sólido cristalino. Usando um programa desenvolvido para o computador VAX-ll/780 calculamos inicialmente a estrutura de banda do sólido de Kronig-Penney, na ausência de campo. Explorando o uso de uma transformação unitária, o mesmo problema foi abordado agora levando em conta a presença do campo. Os resultados revelam um estreitamento do "gap", que é também constatado quando se procede cálculos similares dentro da aproximação de elétron quase-livre. Utilizando a informação especificamente obtida em nossos cálculos da estrutura de banda em presença do campo, i.e. a relação de dispersão, podemos calcular amassa efetiva dos elétrons num sólido de Kronig-Penney irradiado. Com isso foi-nos possível determinar também as modificações do coeficiente de absorção de um foton neste sólido, devido aos efeitos da ação de um campo de laser intenso. Nossos resultados são interpretáveis como conseqüências diretas do estreitamento da banda proibida que surge como o principal efeito da redução do potencial cristalino, devido ao campo eletromagnético intenso

Abstract: This Thesis is devoted to the study of some aspects of the crystalline solid x radiation field interaction. We start with a brief review of the quantum solid-state problem (band structure) as viewed by some of the major descriptive schemes already developed in this connection. We then move...

Abstract: This Thesis is devoted to the study of some aspects of the crystalline solid x radiation field interaction. We start with a brief review of the quantum solid-state problem (band structure) as viewed by some of the major descriptive schemes already developed in this connection. We then move on to tackle some aspects of the even more elaborate problem of the quantum solid under the action of an intense laser field. By using a code developed for use our with VAX-ll/780 computer we have initially calculated the band structure of a Kronig-Penney solid, in the absence of the field. Then, we explored the use of a unitary transformation to approach the same problem but now taking into full account the presence of a laser field. Our results reveal the existence of a field induced gap narrowing which has also been confirmed in additional calculations within the quasi-free electron approximation. The information derived from our band structure calculations, namely the dispersion relation, was then used to compute the electron effective mass for an irradiated Kronig-Penney solid. We could, thereby, assess the modifications introduced by a strong laser on the one-photon absorption coefficient of the solid, as probed by an additional weak field. Our results are easily interpreted as direct consequences on the gap narrowing which seems to be main outcome of the intense field induced reduction of crystalline