Theoretical investigation of the band gap of GaAs1-xBix
GaAs1-xBix bant aralığının teorik incelemesi
- Tez No: 899139
- Danışmanlar: PROF. DR. BEŞİRE GÖNÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Optik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, GaAs1-xBix/GaAs III-V malzemelerinin bant yapılarını model hesaplamalar yoluyla incelemeyi amaçlamaktadır. Bizmut atomları GaAs III-V ikili yarı iletkenine dahil edildiğinde, bu atomlar değerlik bandına yakın ayrık enerji seviyelerinde bulunur. GaAs'a az miktarda bizmut eklenmesi, bant aralığını daraltır ve bizmut konsantrasyonu arttıkça spin-yörünge ayrılma enerjisinde bir artışa neden olur. Bizmut (Bi) konsantrasyonuna bağlı olarak GaAs1-xBix alaşımlarındaki bant aralığının sıcaklık bağımlılığını teorik hesaplamalar ve deneysel veriler ışığında karşılaştırmalı bir şekilde sunuyoruz. Başlangıç olarak, GaAs1-xBix'in elektronik bant yapısını teorik olarak hesaplamak için değerlik bandı anti-kesişim modelini kullanıyoruz; bu model, değerlik bandını değiştirir. Sonuçlarımız, GaAs1-xBix'in bant aralığının Bi konsantrasyonu arttıkça azaldığını ve Bi konsantrasyonlarının %0 ile %2.6 arasında bir azalma sağladığını, bu azalmanın yaklaşık %12 olduğunu göstermektedir. Bu azalma, GaAs değerlik bandının genişletilmiş durumları ile Bi atomlarının rezonans durumları arasındaki anti-kesişim etkileşimi ile ilişkilidir. Varshni denkleminden faydalanarak GaAs1-xBix'in bant aralığının sıcaklık bağımlılığını irdeledik. Hesaplamalarımız, GaAs1-xBix'in bant aralığının sıcaklık arttıkça azaldığını ve bu durumun deneysel gözlemlerle uyumlu olduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca hesaplamalarımız, GaAs1-xBix'in GaAs ikili malzemeye kıyasla daha düşük sıcaklık hassasiyeti sergilediğini destekledi.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to explore the band structures of GaAs1-xBix / GaAs III-V materials through model calculations. When bismuth atoms are incorporated into the GaAs III-V binary semiconductor, they occupy discrete energy levels in proximity to the valence band. The inclusion of a dilute amount of bismuth in GaAs results in a decrease in the band gap and an increase in the spin-orbit splitting energy as the concentration of bismuth rises. We present a comparative study of the temperature dependence of the band gap in GaAs1-xBix alloys as a function of bismuth (Bi) concentration, based on theoretical calculations and experimental data. Initially, we use the valence band anti-crossing model to theoretically calculate the electronic band structure of GaAs1-xBix, which modifies the valence band. Our results demonstrate that the band gap of GaAs1-xBix decreases with increasing Bi concentration, with a reduction of approximately 12% for Bi concentrations ranging from 0% to 2.6%, compared to the GaAs alloy. This decrease is attributed to the anti-crossing interaction between the extended states of the GaAs valence band and the resonant states of Bi atoms. Using the Varshni equation, we then assess the temperature dependence of the band gap for GaAs1-xBix. Our calculations reveal that the band gap of GaAs1-xBix also decreases with rising temperature, which aligns with experimental observations. Additionally, our findings suggest that GaAs1-xBix exhibits reduced temperature sensitivity compared to the GaAs binary material.
Benzer Tezler
- Identification of single-layer crystalline structures through their electronic and optical properties
Tek katmanlı kristal yapıların elektronik ve optik özellikleri aracılığıyla saptanması
YİĞİT SÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
PROF. DR. SİNAN BALCI
- Bizmut ve nitrojen içeren III-V grubu yarıiletken alaşımların fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Examination of physical properties of III-V semiconductor alloys including bismuth and nitrogen
BATTAL GAZİ YALÇIN
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN ASLAN
- Yarıiletken diyotlarda betavoltaik etkilerin incelenmesi
Investigation of betavoltaic effects in semiconductor diodes
ÖZGÜR AVCI
Doktora
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İDRİS AKYÜZ
DR. SELİM AYDIN
- Düşük boyutlu ferromanyetik alaşımların optoelektronik özelliklerinin kristal yönelimlerine bağlı olarak incelenmesi
Investigation of optoelectronic properties of low dimensional ferromagnetic semiconductor alloys with different crystal orientation
SHEMSHAT KERIMOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER DÖNMEZ
- The investigation of doping effects on forbidden band GAP value of ZnO: Experimental and theoretical studies
ZnO'nun yasak bant GAP değeri üzerindeki doping etkilerinin incelenmesi: Deneysel ve kuramsal
MAHMOOD HAMEED MAJEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AYCİBİN