Geri Dön

Impurity-free quantum well intermixing for high-power laser diodes

Yüksek güçlü lazer diyotlar için safsızlık atomu olmadan kuantum kuyularını birbirine karıstırma

PDF İndir

  1. Tez No: 395496
  2. Yazar: ABDULLAH KAHRAMAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Daha güçlü ve verimli yarı iletken lazerlere olan talep artarak s ürmektedir. Modern y üksek g üçlü lazerler, g üç ve verim s ınırlarını zorlamak i cin sadece so fistike tasar ımlara de ğil ayn ı zamanda karma şı k üretim teknolojilerine ihtiya ç duymaktadı r. Daha y üksek g üçler i çin en b üyük engel kavitenin aynaları nda meydana gelen yı k ıcı optik ayna hasar ıdı r (YOAH). Bu hasar e şi ğini art ırmak i çin çe sitli çözümler aras ından, aynalar ın yan ında b ölgesel manipulasyon i şlemi, yeniden optik so ğurma olayı nı ortadan kald ırdı ğından dikkat çekmektedir. Etraf ı geni ş bant aral ığı ve k üçük k ırı lma indisli yeleklere sahip kuantum kuyular ı kullanan modern lazer yap ıları , üretim s ırası nda kavite kenarlar ında kuantum kuyusunu birbirine karı ştı rmak (KKBK) ve etkin bant aral ı ğı nı art ırmak i çin uygun bir yap ıya sahiptir. Bu tezdeki çalışma, GaAs kuantum kuyuları ile kuyu engellerinin safsı zlı k atomları olmadan bo şluklarla d üzensizle ştirme (SAOBD) yaparak etkin bant aral ığı nın maviye kayması na sebep olması ile ilgilidir. Daha önceki i şlerin aksine, bu calışma dalga kı lavuzu ve yelek tabakaları n ın kalı n oldu ğu ger çek geniş optik kaviteli y üksek g üçlü lazer diyotlara konsantre olmu ştur. B ölgesel KKBK kullan ımı YOAH e şi ğini artı rmak, uzaysal mod karars ızl ığı , ilerleme kayı pları ve a şırı ısı nma gibi yüksek güçlü lazer diyot (YGLD) üretimini sınırlayan ana sebepler açısından son derece faydalı olabilir. YGLD üretimi sı ras ında, en son ve en problemli basamak KKBK işlemini ger çekle ştirmektir. SAOBD, birbirine karıştırmayı, artı rmak i çin kristal y üzeyine sıçratı lmış SiO2, lazer kavitesinin se çili b ölgelerinde engellemek i cin termal buharla şt ırma işlemiyle SrF2 kaplayarak ger cekle ştirilir. Tabakaları düzensizleştirme, hızlı ısıl tavlama sı rası nda (HTT) kuantum kuyusunda Ga bo şluklar b ırakarak GaAs kuantum kuyusundan Ga atomlar n ın sıçratılmış SiO2 tabakas ına dif üz etmesi ile ger çekle şir. Bu olay, ara y üzeydeki Al atomlar ını n kuantum kuyusuna girmesine olanak sa ğlayarak, Ga bo şluk kusurlar ın ın serbest çe AlxGa1􀀀xAs tabakaları na do ğru hareket etmesini sa ğlar. Fotol uminesans pikindeki kaymayı saptamak i çin d üşük s ıcakl ıklarda fotol uminesans spektroskopisi kullanı ldı . Lazer yapı sı nı olu şturan tabakalardaki g öreceli bile şim derinlik pro file, bu i ş i çin uygun bir y öntem olan X- ışı nı fotoelektron spektroskopisi ile ölçüldü. Hem Ga hem Al dif uzyonuna paralel olarak, 65 nm (154meV) maviye kayma elde edildi.

Özet (Çeviri)

The demand for ever higher powers and efficiencies from semiconductor lasers, continues. State-of-the-art high power lasers require not only sophisticated de- signs but also complex fabrication technologies to push the boundaries. A major obstacle to ever higher powers is catastrophic optical mirror damage that occurs at the mirrors of the cavity. Among several approaches to increase the threshold for damage, local manipulation of the band gap near the mirrors stands out, as it eliminates reabsorption. The structure of modern lasers employing quantum wells surrounded by large band gap and low index claddings gives the opportunity in intermix the quantum well and increase the effective band gap close to cavity edges during fabrication. The research presented in this thesis reports the results of Impurity-Free Vacancy Disordering (IFVD) of GaAs quantum wells in high power laser diode structures that leads to blue shifting of the effective band gap. In contrast with previous work, this study concentrates on actual large optical cavity (LOC) high power laser diode structures where the waveguide and cladding layers are thick. Using selective area QWI can be extremely beneficial in terms of enhancing catastrophic optical mirror damage (COMD) threshold, spatial mode instability, propagation losses and overheating which are the main limitations to fabricate HPLDs. In the course of the fabrication of HPLDs, the last and most problematic step is to manage QWI. IFVD was realized by capping the crys- tal surface with a sputtered dielectric layer of SiO2 to enhance intermixing and thermally evaporated SrF2 to prevent intermixing for selected parts of the laser cavity. Disordering the layers takes place by diffusion of Ga atoms from GaAs QW into sputtered SiO2 layer during rapid thermal annealing (RTA), leaving Ga vacancies in QW. It allows the Ga vacancy defects free to move AlxGa1−xAs lay- ers providing interstitial Al atoms to move into QW. The results were monitored using low temperature photoluminescence spectroscopy to determine the shift in the photoluminescence peak. Relative composition in the layers that make up the laser structure was measured with X-ray photoelectron spectroscopy in con- junction with depth profiling. A blue shift of 65 nm (154 meV) was achieved, in parallel with both Ga and Al diffusion in the laser structure.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    871963

    İki boyutlu InGaAs/GaAs yapısında elektronik enerjilere ve safsızlık bağlanma enerjisine, basınç, sıcaklık ve yapı parametrelerinin etkisi

    Effect of pressure, temperature and structure parameters on electronic energies and impurity binding energy in two-dimensional InGaAs/GaAs structure

    YAĞMUR SOLAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR BAŞER

  2. Tez No

    450925

    Multiscale modeling and study on the exfoliation and electronic properties of functionalized graphene analogs

    Fonksiyonlaştırılmış grafen analoglarının yapraklanması ve elektronik özellikleri üzerine çok ölçekli modelleme

    BERKAY SÜTAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizikokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİNE YURTSEVER

  3. Tez No

    332928

    Ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile nano yapılı kurşun oksit üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of nano structured lead oxide via ultrasonic spray pyrolysis (USP)

    BURAK AŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  4. Tez No

    213069

    Safsızlık içeren küresel kuantum noktasının elektronik yapısı

    Electronic structure of the spherical quantum dot with an impurity

    İSKENDER ALTINDİŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. HAKAN EPİK

  5. Tez No

    47819

    Yüksek magnetik alanda safsızlık iletimi

    Impurity conduction in the high magnetic field

    BAHADIR BOYACIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    DOÇ.DR. MESUDE SAĞLAM

Geri Dön