Computational modelling of highly mis-matched alloys of GaNAsP and GaNAsBi as a laser gain material
Yüksek örgü uyumsuz GaNAsP ve GaNAsBi alaşımlarının lazer kazanç malzemesi olarak bilgisayarlı modellenmesi
- Tez No: 444415
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİRE GÖNÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Engineering Sciences, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Katıhal lazerleri, Tabakalı yarı iletkenler, Solid state lasers, Layered semiconductors
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasının amacı, yüksek örgü uyumsuz alaşımlardan GaNAsP ve GaNAsBi'ın modelle ile elektronik bant yapılarını ve akım yoğunluklarını araştırmaktır. Yüksek örgü uyumsuz alaşımların önemini ortaya çıkarmak için GaNAsP ve GaNAsBi ile N katkısız muadillerini içeren karşılaştırmaları sunmaktayız. Bant yapısı itibariyle doğrudan ışıma yapabilen GaP altlıklı seyreltik nitrit Ga(NAsP) lazer diyotlarının, Si mikroişlemciler üzerine monolitik entegrasyonu önem kazanmaya başlamıştır. Yeni önerilmiş bu lazer malzeme sisteminin en büyük avantajı GaP ile silisyumun örgü sabitleri arasındaki uyumsuzluğun çok az olmasıdır. Ancak yakın zamanda elde edilen ölçümler, Ga(NAsP)/GaP kuantum kuyu lazerlerinin yüksek eşik akım yoğunluğuna sahip olduğunu göstermiştir. Bu davranışın sebeplerini irdelemek amacıyla, bizde model hesaplamalar ile doğrudan ışıma yapabilen Si altlıklı seyreltik Ga(NAsP)/GaP/AlGaP lazer diyotların, eşik akım yoğunluklarının kapsamlı bir analizini sunduk. Hesaplamalarımız ile deneysel sonuçların karşılaştırılması, Auger CHCC mekanizmasının 300K de baskın kayıp mekanizması olduğunu işaret etmektedir. Yakın zamanda yapılan ölçümler birçok özgün özellik sergileyen, yüksek örgü uyumsuz yarıiletken alaşımlardan GaAs1-xBix'ın artan x ile yasak enerji aralığının hızla azaldığını ve spin-yörünge etkileşim enerji aralığındaki hızlı azalışın kaynağını ve sonuçlarını anlamak için yasak enerji aralığı ve kritik kalınlığı üzerinde çalıştık ve karşılaştırmalar yaptık. Elde edilen sonuçlar GaNAsBi malzeme sisteminin, optoelektronik uygulamalarda uzun dalga boyu bölgesinde kullanılabilinir olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis work is to model and investigate the electronic band structure and current density of highly mismatched alloys of GaNAsP and GaNAsBi. To reveal the importance of these highly mismatched alloys we provide a comparison of GaNAsP and GaNAsBi with their nitrogen free N-counterpart. The GaP-based dilute nitride direct bandgap material Ga(NAsP) is gaining importance for the monolithic integration of laser diodes on Si microprocessors. The major advantage of this newly proposed novel laser material system is the small lattice mismatch between GaP and Si. However, from first gain measurements it is found that Ga(NAsP)/GaP material system has high threshold current at room temperature. Therefore, we present a comprehensive theoretical analysis of band alignment and threshold current in dilute nitride direct bandgap Ga(NAsP)/GaP/AlGaP QWs on silicon substrates using model calculations. The comparison of our calculated results with that of the experimental data indicates that the Auger effect involving CHCC process can be considered as the dominant non-radiative loss mechanism at 300K. It has just recently reported that highly mismatched semiconductor alloys of GaAs(1-x)Bi(x) has also several novel electronic properties, including a rapid reduction in energy gap with increasing x and also a strong increase in spin-orbit-splitting energy with increasing Bi composition. We, therefore to understand the origins of the rapid reduction in energy gap and its consequences, study and compare band gap and critical thickness of GaNAsBi. The results indicate that GaNAsBi material can be used in optoelectronic applications in the long wavelength region.
Benzer Tezler
- Modeling of the atomic structure and electronic properties of highly mismatched Amorphous GaNAs alloys
Yüksek örgü uyumsuz Amorf GaNAs alaşımlarının atomik yapılarının ve elektronik özelliklerinin modellenmesi
EBRU BAKIR KANDEMİR
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. BEŞİRE GÖNÜL
- Electrical equivalent circuit modelling of dye sensitized solar cells
Boya duyarlı güneş pillerinin elektriksel eşdeğer devre modellemesi
ELİF ŞEYDA ÇAKMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGediz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER MERMER
- Exploring the propulsion performance of a gate rudder system as a novel energy saving device
Yenilikçi bir eenerji tasarruf cihazı olarak geçit dümen sisteminin sevk performansının incelenmesi
AHMET YUSUF GÜRKAN
Doktora
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. UĞUR ORAL ÜNAL
- Konya Ilgın linyit sahası şev stabilite analizi
Konya Ilgin lignite site slope stability analysis
BÜŞRA ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAMET GÜRBÜZ ERÇELEBİ