Growth and characterization of gasb based semiconductor saturable absorber mirror
Gasb tabanlı yarıiletken doyurulabilir soğurucu ayna büyütülmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 987364
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR SERİNCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin odak noktası, orta kızılötesi bölge uygulamaları için GaSb alttaşlar üzerine yarıiletken doyurulabilir soğurucu aynaların (SESAM) moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmesidir. Tez, temel katmanlar olan dağılımlı Bragg yansıtıcı (DBR) ve soğurucu katmanlar üzerine yapılan bağımsız büyütme çalışmalarını da kapsamaktadır. Çalışmanın sonunda, 0,7 ML/s büyüme hızı ve 12 grup V/III demet eşdeğer basınç oranı ile büyütme koşulları optimize edilerek, DBR için kusursuz yüzeylere sahip yüksek kaliteli AlAs0.08Sb0.92 katmanları elde edilmiştir. Ayrıca, InGaAsSb/AlGaAsSb çoklu kuantum kuyusu (MQW) soğurucu katmanlar için, In konsantrasyonunun artırılmasının daha yüksek kusur yoğunluğuna ve daha büyük kusurlara neden olduğu gösterilmiştir. Ancak, önemli bir bulgu olarak, bu kusurların As konsantrasyonunun dikkatli bir şekilde ayarlanmasıyla etkili bir şekilde baskılanabildiği ve genel kristal kalitesinde önemli bir iyileşme sağlandığı görülmüştür. Bu bağımsız katman çalışmalarından elde edilen bilgiler, daha sonra teorik çalışmalarla birleştirilerek, tekli veya üçlü QW katmanlara sahip anti-rezonant ve rezonant tasarımlar da dahil olmak üzere, SESAM yapılarının büyütülmesi tamamlandı. Büyütülen SESAM'ların optik özellikleri, doğrusal ve doğrusal olmayan yansıma ölçümleriyle kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Tüm SESAM yapılarında, %99'u aşan yüksek yansıtıcılık değerleri elde etmiştir. Özellikle, bir numune (NB-S-2) belirgin soğurma özellikleriyle net bir doğrusal olmayan yansıma tepkisi sergilemiştir. Bu numune için doyum enerjisi (Fsat), modülasyon derinliği (ΔR) ve doyurulamayan kayıplar (ΔRns) sırasıyla 0,26 MW/cm2, %1,5 ve %4,75 olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The focus of this thesis is the growth of semiconductor saturable absorber mirrors (SESAMs) on GaSb substrates for applications in the mid-infrared region, using a molecular beam epitaxy system. The study involved independent growths of the key constituent layers, such as the distributed Bragg reflector (DBR) and the absorber layers. At the end of the study, high-quality AlAs0.08Sb0.92 layers with defect-free surfaces were successfully obtained for the DBR by optimizing growth conditions at a growth rate of 0.7 ML/s and a group V/III beam equivalent pressure ratio of 12. Besides, it was demonstrated that for the InGaAsSb/AlGaAsSb multiple quantum well (MQW) absorber layers, increasing In content causes a higher defect density and larger defect sizes. A key finding, however, was that these defects could be effectively suppressed by carefully adjusting the As concentration, which led to a significant improvement in overall crystal quality. The knowledge gained from these separate layer studies was then combined with the theoretical studies and subsequent growth of full SESAM structures, including anti-resonant and resonant designs with single or triple QWs were finalized. The optical properties of the grown SESAMs were comprehensively characterized through linear and non-linear reflection measurements. All SESAM structures achieved high reflectivity values exceeding 99%. Notably, one sample (NB-S-2) exhibited a clear nonlinear reflection response with distinct absorption features. For this sample, the saturation fluence (Fsat), the modulation depth (ΔR), and the nonsaturable losses (ΔRns) were determined as 0.26 MW/cm², 1.5%, and 4.75%, respectively.
Benzer Tezler
- Güneş hücresi ve lazer uygulamaları için büyütülen SB tabanlı III-V grubu yarıiletken yapıların incelenmesi
Investigation of grown SB-based III-V group semiconductor structures for solar cell and laser applications
SABAHATTİN ERİNÇ ERENOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU ARPAPAY
- Atomic layer deposition of III-nitrides and metal oxides; their application in area selective ALD
III-nitratların ve metal oksitlerin atomik katman kaplamısı; bunların alan seçici ALD`deki uygulamaları
ALI HAIDER
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Assist. Prof. AYKUTLU DANA
DR. NECMİ BIYIKLI
- Growth and characterization of group III-V nanostructures on Si substrates by MBE
Si alttaş üzerine III-V grubu nanoyapilarin MBE tekniğiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu
BURCU ARPAPAY
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR SERİNCAN
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Design and characteristics of high performance long wavelength type-2 superlattice sensors
Yüksek performanslı uzun dalgaboyu tip-2 süperörgü sensörlerin dizayn ve karakteristikleri
FİKRİ OĞUZ
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ALPAN BEK
DR. YETKİN ARSLAN
- MBE ile büyütülen Tip-II süperörgü tabanlı InAs/AlSb/GaSb dedektör yapısının yapısal karakterizasyonu
Structural characterization of Type-II superlattice-based InAs/AlSb/GaSb detector structure growth with MBE
KÜRŞAT KIZILKAYA
Doktora
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN