Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi

Yıl 2026, Cilt: 9 Sayı: 2, 685 - 695, 16.03.2026
https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238
https://izlik.org/JA23MK34ZW

Öz

Bu çalışmada, Ga1-xAlxAs/GaAs sonlu kuantum kuyusunda 2p uyarılmış durum için sıcaklık ve dış elektrik alan etkisi altında varyasyon yöntemi kullanılarak etkin kütle yaklaşımında yabancı atom enerjisi, bağlanma enerjisi ve normalize edilmiş bağlanma enerjisi hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar, kuantum kuyusu genişliği, sıcaklık, dış elektrik alan ve yabancı atom konumuna bağlı olarak çeşitli değerler için yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, sıcaklık ve elektrik alanın bağlanma enerjisi ve normalize edilmiş bağlanma enerjisini önemli ölçüde değiştirdiği görülmüştür. Yabancı atom enerjisinin sıcaklık ve elektrik alanın artması ile arttığı, bağlanma enerjisinin ise azaldığı gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kuantum kuyusu yapılarında dış etkilerin enerji durumlarındaki değişimi daha önce yapılan çalışmalarla tutarlıdır.

Kaynakça

  • Akbas H., Dane C., Guleroglu A., Minez S. The effect of magnetic field in a GaAs/AlAs spherical quantum dot with a hydrogenic impurity. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2009; 41(4): 605-608.
  • Akbas H., Sucu S., Minez S., Dane C., Akankan O., Erdogan I. Ground state normalized binding energy of impurity in asymmetric quantum wells under hydrostatic pressure. Superlattices and Microstructures 2016; 94: 131-137.
  • Bastard G. Hydrogenic impurity states in a quantum well: A simple model. Physical Reviev B 1981; 24(8): 4714-4722.
  • Bulut P., Erdogan I., Akbas H. Binding energy of 2p-bound state of a hydrogenic donor impurity in a GaAs/Ga1-xAlxAs spherical quantum dot under hydrostatic pressure. Physica E 2014; 63(1): 299-303.
  • Dane C., Akbas H., Minez S., Guleroglu A. Electric field effect in a GaAs/AlAs spherical quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2008; 41(2): 278-281.
  • Dane C., Akbas H., Guleroglu A., Minez S., Kasapoglu K. The hydrostatic pressure and electric field effects on the normalized binding energy of hydrogenic impurity in a GaAs/AlAs spherical quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2011; 44(1): 186-189.
  • Duque CA., Montes A., Morales AL., Porras-Montenegro N. Effects of applied electric field on the binding energy of shallow donor impurities in GaAs low –dimensional systems. J. Phys. Condens Matter 1997; 9: 5977-5987.
  • Erdogan I., Akankan O., Akbas H. Simultaneous effects of temperature, hydrostatic pressure and electric field on the self-polarization and electric field polarization in a GaAs/Ga0.7Al0.3As spherical quantum dot with a donor impurity. Superlattices and Microstructures 2013; 59(1): 13-20.
  • Elabsy AM. Temperature dependence of shallow donor states in GaAs-AlxGa1-xAs compositional. Süperlattice Physica Scripta 1992; 46(5): 473-475.
  • John Peter A., Navaneethakrishnan K. Effects of position-dependent effective mass and dielectric function of a hydrogenic donor in a quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2008; 40(8): 2747-2751.
  • John Peter A. Simultaneous effects of pressure and magnetic field on donors in a parabolic quantum dot. Solid State Comunications 2008; 147(7-8): 296-300.
  • Jayam SRG., Navaneethakrishnan K. Pressure and temperature dependent carrier mobility in a quantum well wire with polaronic effects. Phys. Stat. Sol. A 1996; 157(1): 107-114.
  • Kirak M., Altinok Y., Yilmaz S. The effects of the hydrostatic pressure and temperature on binding energy and optical properties of a donor impurity in a spherical quantum dot under external electric field. Journal of Luminescence 2013; 136: 415-421.
  • Klar PJ., Grüning H., Heimbrodt W. Pressure and temperature dependent studies of GaNxAs1–x/GaAs quantum well structures. Phys. Status Solidi B 2001; 223(1): 163-169.
  • Mese AI., Cicek E., Ozkapi SG., Ozkapi B., Erdogan I. Laser field effect on the normalized self-polarization, self-polarization and binding energy in square quantum wells made of different materials. Physica B Condensed Matter 2023; 669: 415311.
  • Restrepo RL., Miranda Guillermo L., Duque CA., Mora-Ramos ME. Simultaneous effects of hydrostatic pressure and applied electric field on the impurity-related self-polarization in GaAs/Ga1-xAlxAs multiple quantum wells. Journal of Luminescence 2021; 131(5): 1016-1021.
  • Rejo Jeice A., Joseph Wilson KS. Hydrostatic pressure and polaronic effect on the confined energies in a spherical quantum dot. Indian Journal of Pure &Applied Physics 2016; 54: 431-438.
  • Sadeghi E. Impurity binding energy of excited states in spherical quantum dot. Physica E 2009; 41(7): 1319-1322
  • Sucu S., Minez S., Akbas H. Antisimetrik AlxLGa1-xLAs/GaAs/AlxRGa1-xRAs kuantum kuyusunda sıcaklık ve hidrostatik basınç etkileri. Trakya University Journal of Engineering Sciences 2017; 18(2): 137-143.
  • Sucu S., Minez S., Erdogan I. Self-polarization of a donor impurity for the first excited state in an Ga1-xAlxAs/GaAs quantum well. İndian J. Phys 2021; 95(9): 1691-1695.
  • Ulas M., Erdogan I., Cicek E., Senturk Dalgıc S. Self-polarization in GsAs-(Ga, Al)As quantum well wires: electric field and geometrical effects. Pyhsica E 2005; 25(4): 515-520.
  • Vanitha A., John Peter A. The effect of nonparabolicity on binding energy of ground and excited states in a corrugated quantum well. Superlattices and Microstructures 2009; 46(4): 679-686.
  • Yesilgul U., Sakıroglu S., Kasapoglu E., Sarı H., Sokmen I. The effects of temperature and hydrostatic pressure on the photoionization cross-section and binding energy of impurities in quantum-well wires. Superlattices and Microstructures 2010; 48(1): 106-113.

Effect of Temperature and Electric Field on Binding Energy and Normalized Binding Energy for 2p Excited State in Ga1-xAlxAs/GaAs Quantum Well

Yıl 2026, Cilt: 9 Sayı: 2, 685 - 695, 16.03.2026
https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238
https://izlik.org/JA23MK34ZW

Öz

In this study, the impurity atom energy, binding energy, and normalized binding energy were calculated within the effective mass approximation using the variation method, considering the effects of temperature and external electric field on the 2p excited state in a Ga₁₋ₓAlₓAs/GaAs finite quantum well. These calculations were performed for various parameters, including quantum well width, temperature, external electric field strength, and impurity atom position. The results demonstrate that both temperature and electric field significantly influence the binding energy and normalized binding energy. Specifically, the impurity atom energy was observed to increase with increasing temperature and electric field, while the binding energy decreased under these conditions. The obtained results are consistent with previous studies on the change of energy states due to external effects in quantum well structures.

Kaynakça

  • Akbas H., Dane C., Guleroglu A., Minez S. The effect of magnetic field in a GaAs/AlAs spherical quantum dot with a hydrogenic impurity. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2009; 41(4): 605-608.
  • Akbas H., Sucu S., Minez S., Dane C., Akankan O., Erdogan I. Ground state normalized binding energy of impurity in asymmetric quantum wells under hydrostatic pressure. Superlattices and Microstructures 2016; 94: 131-137.
  • Bastard G. Hydrogenic impurity states in a quantum well: A simple model. Physical Reviev B 1981; 24(8): 4714-4722.
  • Bulut P., Erdogan I., Akbas H. Binding energy of 2p-bound state of a hydrogenic donor impurity in a GaAs/Ga1-xAlxAs spherical quantum dot under hydrostatic pressure. Physica E 2014; 63(1): 299-303.
  • Dane C., Akbas H., Minez S., Guleroglu A. Electric field effect in a GaAs/AlAs spherical quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2008; 41(2): 278-281.
  • Dane C., Akbas H., Guleroglu A., Minez S., Kasapoglu K. The hydrostatic pressure and electric field effects on the normalized binding energy of hydrogenic impurity in a GaAs/AlAs spherical quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2011; 44(1): 186-189.
  • Duque CA., Montes A., Morales AL., Porras-Montenegro N. Effects of applied electric field on the binding energy of shallow donor impurities in GaAs low –dimensional systems. J. Phys. Condens Matter 1997; 9: 5977-5987.
  • Erdogan I., Akankan O., Akbas H. Simultaneous effects of temperature, hydrostatic pressure and electric field on the self-polarization and electric field polarization in a GaAs/Ga0.7Al0.3As spherical quantum dot with a donor impurity. Superlattices and Microstructures 2013; 59(1): 13-20.
  • Elabsy AM. Temperature dependence of shallow donor states in GaAs-AlxGa1-xAs compositional. Süperlattice Physica Scripta 1992; 46(5): 473-475.
  • John Peter A., Navaneethakrishnan K. Effects of position-dependent effective mass and dielectric function of a hydrogenic donor in a quantum dot. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 2008; 40(8): 2747-2751.
  • John Peter A. Simultaneous effects of pressure and magnetic field on donors in a parabolic quantum dot. Solid State Comunications 2008; 147(7-8): 296-300.
  • Jayam SRG., Navaneethakrishnan K. Pressure and temperature dependent carrier mobility in a quantum well wire with polaronic effects. Phys. Stat. Sol. A 1996; 157(1): 107-114.
  • Kirak M., Altinok Y., Yilmaz S. The effects of the hydrostatic pressure and temperature on binding energy and optical properties of a donor impurity in a spherical quantum dot under external electric field. Journal of Luminescence 2013; 136: 415-421.
  • Klar PJ., Grüning H., Heimbrodt W. Pressure and temperature dependent studies of GaNxAs1–x/GaAs quantum well structures. Phys. Status Solidi B 2001; 223(1): 163-169.
  • Mese AI., Cicek E., Ozkapi SG., Ozkapi B., Erdogan I. Laser field effect on the normalized self-polarization, self-polarization and binding energy in square quantum wells made of different materials. Physica B Condensed Matter 2023; 669: 415311.
  • Restrepo RL., Miranda Guillermo L., Duque CA., Mora-Ramos ME. Simultaneous effects of hydrostatic pressure and applied electric field on the impurity-related self-polarization in GaAs/Ga1-xAlxAs multiple quantum wells. Journal of Luminescence 2021; 131(5): 1016-1021.
  • Rejo Jeice A., Joseph Wilson KS. Hydrostatic pressure and polaronic effect on the confined energies in a spherical quantum dot. Indian Journal of Pure &Applied Physics 2016; 54: 431-438.
  • Sadeghi E. Impurity binding energy of excited states in spherical quantum dot. Physica E 2009; 41(7): 1319-1322
  • Sucu S., Minez S., Akbas H. Antisimetrik AlxLGa1-xLAs/GaAs/AlxRGa1-xRAs kuantum kuyusunda sıcaklık ve hidrostatik basınç etkileri. Trakya University Journal of Engineering Sciences 2017; 18(2): 137-143.
  • Sucu S., Minez S., Erdogan I. Self-polarization of a donor impurity for the first excited state in an Ga1-xAlxAs/GaAs quantum well. İndian J. Phys 2021; 95(9): 1691-1695.
  • Ulas M., Erdogan I., Cicek E., Senturk Dalgıc S. Self-polarization in GsAs-(Ga, Al)As quantum well wires: electric field and geometrical effects. Pyhsica E 2005; 25(4): 515-520.
  • Vanitha A., John Peter A. The effect of nonparabolicity on binding energy of ground and excited states in a corrugated quantum well. Superlattices and Microstructures 2009; 46(4): 679-686.
  • Yesilgul U., Sakıroglu S., Kasapoglu E., Sarı H., Sokmen I. The effects of temperature and hydrostatic pressure on the photoionization cross-section and binding energy of impurities in quantum-well wires. Superlattices and Microstructures 2010; 48(1): 106-113.
Toplam 23 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Genel Fizik
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Serpil Sucu Bu kişi benim 0000-0001-7655-7428

Sema Minez 0000-0003-0840-8767

Gönderilme Tarihi 23 Haziran 2025
Kabul Tarihi 27 Eylül 2025
Yayımlanma Tarihi 16 Mart 2026
DOI https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238
IZ https://izlik.org/JA23MK34ZW
Yayımlandığı Sayı Yıl 2026 Cilt: 9 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Sucu, S., & Minez, S. (2026). Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(2), 685-695. https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238
AMA 1.Sucu S, Minez S. Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2026;9(2):685-695. doi:10.47495/okufbed.1725238
Chicago Sucu, Serpil, ve Sema Minez. 2026. “Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 (2): 685-95. https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238.
EndNote Sucu S, Minez S (01 Mart 2026) Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 2 685–695.
IEEE [1]S. Sucu ve S. Minez, “Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi”, Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 9, sy 2, ss. 685–695, Mar. 2026, doi: 10.47495/okufbed.1725238.
ISNAD Sucu, Serpil - Minez, Sema. “Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9/2 (01 Mart 2026): 685-695. https://doi.org/10.47495/okufbed.1725238.
JAMA 1.Sucu S, Minez S. Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2026;9:685–695.
MLA Sucu, Serpil, ve Sema Minez. “Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 9, sy 2, Mart 2026, ss. 685-9, doi:10.47495/okufbed.1725238.
Vancouver 1.Serpil Sucu, Sema Minez. Ga1-xAlxAs/GaAs Kuantum Kuyusunda 2p Uyarılmış Durum İçin Bağlanma Enerjisi ve Normalize Edilmiş Bağlanma Enerjine Sıcaklık ve Elektrik Alan Etkisi. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 01 Mart 2026;9(2):685-9. doi:10.47495/okufbed.1725238

23487




196541947019414  

1943319434 19435194361960219721 19784  2123822610 23877

* Uluslararası Hakemli Dergi (International Peer Reviewed Journal)

* Yazar/yazarlardan hiçbir şekilde MAKALE BASIM ÜCRETİ vb. şeyler istenmemektedir (Free submission and publication).

* Yılda Ocak, Mart, Haziran, Eylül ve Aralık'ta olmak üzere 5 sayı yayınlanmaktadır (Published 5 times a year)

* Dergide, Türkçe ve İngilizce makaleler basılmaktadır.

*Dergi açık erişimli bir dergidir.

Creative Commons License

Bu web sitesi Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.