InGaAs Gunn diyodu tabanlı ışık yayan aygıt üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterisation of InGaAs Gunn diode-based light emitting device
- Tez No: 775248
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE EROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu çalışmada, Gunn olayına dayalı olarak 1600 nm dalgaboyunda ışıma yapan n-tipi InGaAs-tabanlı Gunn aygıtlarının ışıma mekanizmaları ve Gunn osilasyonları incelenmiştir. InxGa1-xAs (x=0,53) alaşım yarıiletkeni InP alttaş üzerinde 5µm kalınlığında örgü uyumlu olarak Metal Organik Buhar Fazlı Epitaksi (Metal Organic Vapour Phase Epitaxy, MOVPE ) yöntemiyle büyütülmüş, Taramalı elektron mikroskopisi (Scanning Electron Microscope, SEM) ve Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) kullanılarak yapısal karakterizasyonları yapılmıştır. InxGa1-xAs-dayalı Gunn aygıtları farklı geometrilerde fotolitografi ve elektron demeti litografisi yöntemleriyle farklı şekil ve farklı kanal uzunluklarında üretilmiştir. Işıma dalgaboyu fotoışıma ölçümlerinin analizlerinden belirlenmiştir. Elektron yoğunluğu ve elektron mobilitesinin belirlenmesi için Hall olayı, Negatif Diferansiyel Rezistans (Negative Differential Resistance, NDR) bölgesinin belirlenmesi için ve Gunn osilasyonlarını gözlemlemek için yüksek hızlı akım-voltaj ölçümleri, ışıma spektrumunu ölçmek için elektrolüminesans (Electroluminescence, EL) ve ışıma şiddetinin elektrik alana bağlı değişimini incelemek için ışıma şiddeti-elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Gunn diyodundan NDR eşik değeri civarında uygulanan elektrik alanlarda domain içindeki yüksek elektrik alanla yaratılan impakt iyonizasyonla üretilen taşıyıcıların banttan banda rekombinasyonundan kaynaklanan ışıma gözlenmiştir. Işıma şiddeti eşik elektrik alan değerinin üzerinde elektrik alanlarda hızlı bir artış göstermiştir ve voltaj polaritesinden bağımsız olarak yüzeyden ışıma gözlenmiştir. 1605 nm'de gözlenen spektral EL piki şiddeti NDR eşik elektrik alanı üzerinde uygulanan elektrik alanla artmıştır. NDR koşulları sağlandığında gözlenen kararlı Gunn osilasyonlarının frekansı 1 GHz olarak belirlenmiştir
Özet (Çeviri)
In this study, light emission mechanism and Gunn oscillations of n-type InGaAs-based Gunn devices emitting at a wavelength of 1605 nm based on the Gunn effect were investigated. A 5µm thick InxGa1-xAs (x=0.53) epilayer was grown on lattice-matched semi-insulating InP using Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE). Structural characterizations were made by Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive X- Ray Spectroscopy (EDS) InxGa1-xAs-based Gunn devices have been fabricated in different geometries with a various channel lengths by photolithography and electron beam lithography methods. The emission wavelength of the diode was determined from the analyses of the photoluminescence measurements. Hall effect was utilised to find electron density and electron mobility. High-speed current-voltage measurement was conducted to determine the Negative Differential Resistance (NDR) region and to observe Gunn oscillations. Electroluminescence (EL) was ussed to measure the emission spectrum, and the integrated EL versus electric field were carried out to determine threshold electric field of the light emission. The device defined in simple bar with stepped anode region exhibits NDR characteristic and stable Gunn oscillations. The frequency of stable Gunn oscillations originated from intervalley transfer of hot electrons is determined as 1 GHz when NDR condition is satisfied. Light emission originating from the band-to-band recombination of excess carriers generated by impact ionization in Gunn domain is observed at electric fields around the NDR threshold. And its intensity drastically increases above NDR thereshold regardless of voltage polarity. The intensity of the spectral EL peak observed at 1605 nm increases with the applied electric field above NDR threshold electric field.
Benzer Tezler
- InGaAs gunn diyodu tabanlı ışık yayan aygıt yapılarının yapısal ve elektriksel karakterizasyonu
Structural and electrical characterization of InGaAs gunn diode based light emitting device structures
MERYEM DEMİR
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ ELAGÖZ
- Characterization of InGaAs detectors for non-contact radiation temperature measurements
Temassız radyasyon sıcaklığı ölçümleri için InGaAs detektörlerin karakterizasyonu
SEMİH YURTSEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLÜT KARABULUT
DR. SEDA OĞUZ AYTEKİN
- 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
- 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
- Development of ligand exchange and coating strategies for the colloidal quantum dot based high-resolution short-wave infrared imaging sensors
Koloidal kuantum nokta tabanlı yüksek çözünürlüklü kısa dalga kızılötesi görüntüleme sensörleri için ligand değişimi ve kaplama stratejilerinin geliştirilmesi
BATUHAN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET ASİL ALPTEKİN
PROF. DR. TAYFUN AKIN