Optical and electrical characterization of Ga0,75In0,25Se layered single crystals
Ga0,75In0,25Se katmanlı tek kristallerin optiksel ve elektriksel karakterizasyonu
- Tez No: 338522
- Danışmanlar: PROF. DR. NİZAMİ HASANLİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yarıiletken kristaller, Optiksel özellikler, Elektriksel özellikler, Kusurlar, Semiconductor Crystals, Optical Properties, Electrical properties, Defects.v
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Sunulan tezde, Ga0.75In0.25Se katmanlı tek kristallerinin optiksel ve elektriksel özellikleri çalışıldı. Kristalin optiksel özellikleri görünür ve kızılötesi yansıma ve geçirgenlik, elipsometri, Raman spektroskopisi, fotolüminesans (PL) ve termolüminesans (TL) ölçümleri sayesinde incelendi. Oda sıcaklığındaki absorpsiyon datasının analizleri kristal içerisinde dolaylı geçişlerin varlığını açıkladı. Ayrıca, bant enerjisinin sıcaklık ile değişim oranı sıcaklığa bağlı geçirgenlik ölçümlerinin analizlerinden hesaplandı. Ga0.75In0.25Se kristalinin spektroskopik elipsometri ölçümleri, psödodielektrik fonksiyonunun reel ve sanal kısımları, psödokırıcılık indisi ve psödosönme katsayısı hakkında daha detaylı bilgi almak için gerçekleştirildi. Dielektrik fonksiyonunun ikinci türevinin spektrasının kritik nokta analizleri bant arası geçiş enerjilerinin bulunması için yapıldı. Ga0.75In0.25Se kristallerinin titreşimsel spektrumu kızılötesi yansıtıcılık ve transmitans ve Raman saçılımı aracılığı ile çalışıldı. Kırıcılık ve absorpsiyon indisleri, enine ve boylamasına optik modların frekansları, yüksek ve düşük frekans dielektrik sabitleri kızılötesi yansıtıcılık spektrumunun analizlerinden elde edildi. Ga0.75In0.25Se tek kristallerinin rekombinasyon merkezleri hakkında detaylı bilgi elde etmek için sıcaklığa ve uyarma lazer yoğunluğuna bağlu PL deneyleri gerçekleştirildi. PL spektrasında gözlemlenen emisyon bandları donor seviyesinden alıcı seviyesine geçiş olarak yorumlandı. Kristalin elektriksel karakterizasyonu karanlık elektriksel iletkenlik, sınırlı boşluk yükü akımı, fotoiletkenlik ve ısıluyarılmış akım (TSC) ölçümleri kullanılarak gerçekleştirildi. Band boşluğu içerisindeki lokalize seviyeler hakkında detaylı bilgiler analizlerden elde edildi. Fotoiletkenlik ölçümleri kristal içerisindeki dominant rekombinasyon mekanizmalarına karar vermek için gerçekleştirildi.Kristal içerisindeki kusur merkezleri düşük sıcaklık aralığında gerçekleştirilen TSC ve TL ölçümleri ile karakterize edildi. Tuzakların aktivasyon enerjileri, kaçış frekansları, konsantrasyonları ve yakalama kesit alanları deneysel datanın analizlerinden hesaplandı.
Özet (Çeviri)
In the present thesis, optical and electrical properties of Ga0.75In0.25Se layered single crystals have been studied. The optical properties of the crystals have been investigated by means of visible and infrared reflectivity and transmittance, ellipsometry, Raman spectroscopy, photoluminescence (PL) and thermoluminescence (TL) measurements. The analysis of the absorption data at room temperature revealed the existence of indirect transitions in the crystal. Moreover, the rate of change of the band gap energy with temperature was calculated from the analysis of the temperature dependence of transmission measurements. The spectroscopic ellipsometry measurements on Ga0.75In0.25Se crystals were also performed to get detailed information about the real and imaginary parts of the pseudodielectric function, pseudorefractive index and pseudoextinction coefficient. The critical point analysis of the second derivative spectra of the dielectric function was done to reveal the interband transition energies. The vibrational spectra of Ga0.75In0.25Se crystals were studied by means of infrared reflectivity and transmittance and Raman scattering. The refractive and absorption indices, the frequencies of transverse and longitudinal optical modes, high- and low-frequency dielectric constants were obtained from the analysis of the IR reflectivity spectra. PL experiments were carried out as a function of temperature and excitation laser intensity to get detailed knowledge about the recombination levels in Ga0.75In0.25Se crystals. The observed emission bands in PL spectra were interpreted as the transitions from donor levels to an acceptor level.Electrical characterization of the crystal have been performed using dark electrical conductivity, space charge limited current, photoconductivity and thermally stimulated current (TSC) measurements. The detailed information about the localized levels in the band gap has been obtained from the analysis. The photoconductivity measurements were performed to determine the dominant recombination mechanism in the crystal.Defect centers in the crystal were characterized from TSC and TL measurements accomplished in the low temperature range. The activation energies, attempt-to-escape frequencies, concentrations and capture cross sections of the traps were calculated from the analysis of the experimental data.
Benzer Tezler
- Gase ince filmlerinin büyütülmesi ve fiziksel özelliklerinin araştırılması
Growth of gase thin films and investigation of their physical properties
MURAT DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiKafkas ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. HASAN MAMMADOV
- Rezonans kaviteli ve iç kazançlı GaInNas-tabanlı IR fotodedektör
Resonant cavity enhanced GaInNAs-based IR photodetector with gain
FAHRETTİN SARCAN
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EROL
- Electrıcal characterısatıon of InGaAs/GaAs quantum well and graphene semıconductor structures
InGaAs/GaAs kuantum kuyusu ve grafen yarıiletken yapıların elektriksel karakterizasyonu
ADAL. AB. MA. RAJHI ADAL. AB. MA. RAJHI
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EROL
- III-V grubu yarıiletkenlere dayalı aygıt üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of devices based on III-V group semiconductors
BURAK KAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EROL
PROF. DR. TOLGA GÜVER
- InGaAs epitaksiyel tabakaların optik ve elektriksel karakterizasyonu
Optical and electrical characterization of InGaAs epitaxial layers
SALEH MOHAMMAD AMINI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EROL