III-N-V ve III-Bi-V alaşımlarında elektronik transport


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Erman Çokduygulular

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ayşe Erol

Özet:

Çalışma kapsamında, n- ve p-tipi modülasyon katkılı Ga0.68In0.32NyAs1-y/GaAs tek kuantum kuyulu alaşımlar ile n- ve p-tipi modülasyon katkılı GaAs1-xBix/Al0.15Ga0.85As tek kuantum kuyulu alaşım yarıiletkenlerin elektronik transport özellikleri incelenmiştir. Bu çalışmada incelenen Ga0.68In0.32NyAs1-y/GaAs alaşımı için elektriksel özellikler malzemenin katkı tipine, azot miktarına ve büyütme sonrası ısıl işlem süresine bağlı olarak incelenmiştir. Yüksek hızlı akım-voltaj (I-V) ölçümleriyle n- ve p- tipi Ga0.68In0.32NyAs1-y/GaAs modülasyon katkılı yapılarda taşıyıcıların sürüklenme hızı, taşıyıcı sıcaklığı ve taşıyıcıların sürüklenme mobilitesi sonuçları elektrik alana, azot konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlı olarak belirlenmiştir. Düşük ve yüksek manyetik alanlarda yapılan magnetotransport ölçümleriyle ise Ga0.68In0.32NyAs1-y/GaAs yarıiletkeninin transport parametreleri ve spin-yörünge etkileşim özellikleri belirlenmiştir. Çalışma kapsamında incelenen modülasyon katkılı n- ve p- tipi GaAs1-xBix/Al0.15Ga0.85As kuantum kuyulu yarıiletken, bu alaşım grubu için literatürdeki ilk modülasyon katkılı yapıdır. Bu yapı için optik ve elektriksel özellikler sıcaklığa bağlı olarak belirlenmiştir. Fotolüminesans ölçümleriyle 30 K – 300 K sıcaklıkları arasında malzemenin sıcaklığa bağlı bant aralığı değişimi tespit edilmiştir. Hall ölçümleriyle ise GaAs1-xBix/Al0.15Ga0.85As alaşımının 77 K – 300 K aralığında sıcaklığa bağlı taşıyıcı konsantrasyonu ve taşıyıcı mobilitesi değişimi incelenmiştir. Tez çalışmasında incelenen tüm örnekler, MBE yöntemiyle Tampere Teknik Üniversitesi Optoelektronik Araştırma Merkezi tarafından büyütülmüştür. Tüm örnekler elektriksel karakterizasyon için Hall bar ve basit bar şeklinde hazırlanmıştır. Bu hazırlama sürecinde tüm örneklerin fabrikasyonunda fotolitografi yöntemi kullanılmıştır ve bu işlem İstanbul Üniversitesi Nano- ve Optoelektronik Araştırma Laboratuvarları bünyesinde bulunan İleri Litografik Yöntemler Laboratuvarı'nda gerçekleştirilmiştir. Elektriksel karakterizasyon yapılan tüm ölçümler ise yine İstanbul Üniversitesi bünyesinde bulunan Nano ve Optoelektronik Araştırma Laboratuvarı ile Yüksek Elektrik Alan ve Düşük Sıcaklık Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir.