Geri Dön

Ensemble monte carlo simulation of quantum well infrared photodetectors

Kuantum kuyulu kızılötesi fotodetektörlerin monte carlo modellemesi

PDF İndir

  1. Tez No: 180896
  2. Yazar: SEMA MEMİŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET TOMAK, PROF. DR. CENGİZ BEŞİKÇİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Kızılötesi algılayıcılar, kuantum kuyusu, Monte Carlobenzetimi.vii, Infrared detectors, quantum well, Monte Carlo simulation.v
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

Kızılötesi uygulamalarda, kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektör (KKKF)yapıları düşük bant aralıklı yarı iletkenlerinin kullanıldığı gelenekseldedektörlere güçlü bir alternatif olarak son yıllarda ortaya çıkmıştır. KKKFoperasyonlarını daha iyi anlamaya yönelik oldukça fazla deneysel ve teorikçalısmalar bulunmaktadır, fakat temel fizik bilgileri halen eksiktir. Tezçalışmasında Monte Carlo methodu kullanılarak KKKF operasyonun daha iyianlaşılması ve parçacık similasyonlarını içeren fiziği vurgulaması sağlandı. Busimulator kuantum kuyulara iletken bandının Γ, L ve X vadilerinin yanı sıraboyut kuantalaşması ilave edilmiştir. Bu çalışma alanında, KKKF yapılarınıoptimal yapmak için KKKF verimliliğinin farklı cihaz parametrelerinebağımlılığı araştırıldı.viTipik mol oranı 0.3 olan A1GaAs/GaAs KKKF'ler üzerinde yapılansimulasyonlar iletkenlik bandındaki L vadisinin elektron yakalanmasında önemlibir rol oynadığını göstermiştir. Önemli saçılım mekanizmalarının detaylıincelenmesi, Γ ve L vadisi arasındaki mesafe küçük olduğunda, L vadisikuantum kuyusu (L-KK) içinden electron yakalanmasının, cihaz randımanınıönemli ölçüde etkilediğini göstermektedir. Elektron yakalanmasınınkarakteristiği, kuantum kuyusu eni 36 ve 44 Å olan KKKF'ler içinsimulasyonları tekrarlayarak da incelenmistir. Sonuçlar, daha kısa kuyu enlicihazlardaki kazancın farkedilebilir ölçüde daha yüksek olduğunu önermektedirki bunu, fotouyarılmış elektronların, cihazdaki daha düşük elektron yakalamaolasılığının sonucu olarak çok daha uzun ömürlü olmasıyla ilişkilendirebiliriz.Ayrıca, L-KK yüksekliğinin KKKF karakteristiği üzerindeki etkileri de, buyüksekliğin A103Ga0.7As/GaAs KKKF'lerde suni olarak 63 meV'tan 95 meV'asuni olarak yükseltilmesiyle çalışılmıştır.

Özet (Çeviri)

Quantum well infrared photodetectors (QWIPs) have recently emerged as apotential alternative to the conventional detectors utilizing low bandgapsemiconductors for infrared applications. There has been a considerable amountof experimental and theoretical work towards a better understanding of QWIPoperation, whereas there is a lack of knowledge on the underlying physics. Thiswork provides a better understanding of QWIP operation and underlying physicsthrough particle simulations using the ensemble Monte Carlo method. Thesimulator incorporates Γ, L, and X valleys of conduction band as well as the sizequantization in the quantum wells. In the course of this work, the dependence ofQWIP performance on different device parameters is investigated for theoptimization of the QWIP structure.ivThe simulations on AlGaAs/GaAs QWIPs with the typical Al mole fraction of0.3 have shown that the L valley of the conduction band plays an important rolein the electron capture. A detailed investigation of the important scatteringmechanisms indicates that the capture of the electrons through the L valleyquantum well (L-QW) affects the device performance significantly when Γ andL valley separation is small. The characteristics of electron capture have beenfurther investigated by repeating the simulations on QWIPs for quantum wellwidths of 36 and 44 Å. The results suggest that the gain in the shorter wellwidth device is considerably higher, which is attributed to the much longerlifetime of the photoexcited electrons as a result of lower capture probability (pc)in the device.The effects of the L-QW height on the QWIP characteristics have also beenstudied by artificially increasing this height from 63 to 95 meV inAl0.3Ga0.7As/GaAs QWIPs. The increase in the L valley (L-QW) height resultedin higher pc and lower gain due to high rate of capturing of these electrons whenΓ and L valley separation is small.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    199079

    Ensemble Monte Carlo simulation of quantum well infrared photodetectors, and InP based long wavelength quantum well infrared photodetectors for thermal imaging

    Kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektörlerin toplu Monte Carlo simülasyonu, ve termal görüntüleme için InP tabanlı uzun dalga boyu kuantum kuyulu kızılötesi fotodedektörler

    ORAY ORKUN CELLEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ BEŞİKCİ

  2. Tez No

    116188

    A Detailed investigation of bound to quasibound quantum well infrared photodetectors: An advanced Monte Carlo study

    Bağlıdan bağlımsıya kuantum kuyulu kızılötesi dedektörlerin detaylı incelenmesi: Bir Monte Carlo çalışması

    EMRE ÖNCÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CENGİZ BEŞİKÇİ

  3. Tez No

    82509

    Advanced monte carlo modeling of III-V field-effect transistors

    III-V alan etkili transistörlerin monte carlo modellemesi

    AYDIN TURABİ BAKIR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CENGİZ BEŞİKÇİ

  4. Tez No

    75892

    Structural study of polypyyrole: A modified kinetic growth model study with Monte Carlo technique to the branch formation

    Polipirolün yapısal çalışması: Monte Carlo tekniği ile dallanma oluşumu için modifiye edilmiş kinetik büyüme modeli

    OKAN ESENTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. H. ÖNDER PAMUK

  5. Tez No

    56916

    Monte carlo study of Fe3Al based intermetallics

    Fe3Al fazlı metallerarası bileşiklerin monte carlo çalışması

    MEHMET MURAT ARER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. M. VEDAT AKDENİZ

Geri Dön