-

Abstract

In this study, the electronic energy levels of GaAs/ InxGa1-xAs/GaAs single square quantum well (SQW) have been analytically calculated. The numerical results have clearly illustrated the electronic energy levels dependency to the SQW structure parameters. Such as, In concentration, the barrier height and the width of the well

Keywords

• Electronic Energy Levels, Square Well, GaAs/ InxGa1-xAs/GaAs

GaAs / GaInAs Kuantum Kuyularının Elektronik Enerji Spektrumu

Abstract

Elektro-optik sistemler ve bu alandaki ihtiyaçların karşılanabilmesi için kullanılan yarıiletken materyaller arasında en önemlilerinden birisi de InGaAs üçlü alaşımıdır. In_xGa_1-xAs üçlü alaşımlarının örgü sabiti GaAs ikili bileşiğinin (x=0, bant aralığı 1,42 eV) ve InAs ikili bileşiğinin (x=1, bant aralığı 0,35 eV) örgü sabitlerinin arasında yer alır. Bu alaşımlar ve daha geniş yasak bant aralıklı yarıiletken çoklu yapıları, yüksek performanslı elektronik ve optoelektronik aygıtların geliştirilmesinde ve kuantum sistemlerinin incelenmesinde çok önemli bir rol oynarlar. InGaAs temelli aygıtlar; foto-diyotları, metal-yarıiletken-metal fotodedektörleri, çoklu yapılı lazerleri, yüzeyden-ışımalı dikey-kavite lazerleri (VSCEL) , resonant tünellemeli yapıları, kauntum tel ve noktalarını, modülasyon katkılı alan etkili transistörleri (HEMT) ve heteroeklem bipolar trasnsistörleri içermektedir. GaAs/ In_xGa_1-xAs kuantum kuyu yapıları, temel araştırma ve aygıt geliştirmesi ile ilgili çalışmalarda büyük bir öneme sahiptir. Kızılötesi lazerlerde, fotodedektörlerde ve entegre optoelektronik sistemlerde önemli uygulamalara sahiptir. Son yıllarda GaAs temelli 1,3-1,55 µm aralığında uzun dalga boylu yarıiletken lazerler, optik fiber iletiminde ilgi çeker duruma gelmiştir. III-V grubu yarıiletkenlerden olan InAs kızıl ötesi bölgede aktif olduğundan dolayı optoelektronik sistemlerde geniş uygulama alanı bulmuştur. Özellikle yarıiletken teknolojisinde In_xGa_1-xAs gibi alaşımlar, dedektör yapılarında kullanılmaktadır. Yasak enerji aralığı (0,3-0,4eV) aralığında yüksek mobiliteye sahip olması nedeniyle InAs elektronikte önemli bir yere sahiptir. Ayrıca MBE (Molekular Beam Epitaxy) ve MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) gibi metotlarla elde edilen III-V yarıiletkenlerinin (In_xGa_1-xAs gibi) manyetik hassasiyetlerinin yüksek olması onların manyetik mikrosensör üretiminde de kullanılmasını sağlamıştır.

Bu çalışmada GaAs/In_xGa_1-xAs oluşan kare kuyudaki elektron enerji düzeyleri hesaplandı. Sayısal sonuçlar, elektronik enerjinin QW yapı parametrelerine oldukça bağlı olduğunu gösterdi. Ayrıca üniversitemizde bulunan MOCVD tek kristal büyütme merkezi sayesinde artık bu yapıları büyütmek mümkün olduğundan sonuçların deneysel olarak kontrol edilme imkânı da doğmuştur.

Anahtar Kelimeler: Elektronik Enerji, Kare Kuyu

Keywords

• Elektronik Enerji, Kare Kuyu, GaAs/ InxGa1-xAs/GaAs

References

1. http://www.semiconductors.co.uk [2] K.C. Hsua, C.H. Ho b, ,Y.S. Linb, ,Y.H. Wuc, R.T. Hsuc, K.W. Huang b, Journal of Alloys and Compounds, 471 (2009) 567. a, b N Ledentsov
2. , D Bimberg, V.M Ustinov, Zh.I Alferov, J.A Lott, Physica [3] a b b c
3. E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 13 (2002) 871.
4. M. DiDio, M. Lomascolo, A. Passaseo, C. Gerardi, C. Giannini, A. Quirini, L. [4]
5. Tapfer, P.V. Giugno, M. De Vittorio, D. Greco, A.L. Convertino, L. Vasanelli,
6. R. Rinaldi, R. Cingolani, J. Appl. Phys. 80 (1996) 482. [5]
7. S. Martini, A.A. Quivy, E.C.F. da Silva, J.R. Leite, Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 2863.
8. S. Martini, A.A. Quivy, A. Tabata, J.R. Leite, J. Vac. Sci. Technol. A 18 [6] (2000) 1991. [7]

9. H.P. Yu, C. Roberts, R. Murray, Appl. Phys. Lett. 66 (1995) 2253.
10. S. L. Tyan et. al., “ InGaAs/GaAsquantumwellsandquantumdots on (111) B
11. orientation” Solid State Communications 117 (2001) 649-954
12. http://en.wikipedia.org/wiki/Indium_gallium_arsenide [9]
13. Y. A. Goldberg, and N. M. Shmidt, “Gallium Indium Arsenide” in Handbook Series on Semiconductor Parameters, M. Levinshtein, S. Rumayantsev, and M. S. Shur,(Eds.) vol. 2, 62, World Scientific, Singapore (1999).
14. http://www.sciencedirect.com/science/journal/09611290
15. S. Adachi, J. Appl. Phys. 58, R 1 (1985)
16. S. H. Pan, H. Shen, Z. Hang, F. H. Pollak, Weihua Zhuang, Qian Xu, A. P. Roth, R. A. Masut, C. Lacelle, and D. Morris, Phys. Rev. B 38, 3375. [14] http://ph.qmul.ac.uk/sites/default/files/finitewell.pdf
17. Shudong Wu, Zhi Huang, Yuan Liu, Qiufeng Huang, Wang Guo, Yongge Ca, Superlattices and Microstructures, 46 (2009) 618.
18. TOPRAK, M. Ali “.GaAs/ InxGa 1-xAs Kuantum Kuyularının Elektronik Enerji Spektrumu” :s.n. 2013