Tek kuantum kuyu üzerinden tınlaşım tünelleme olayının optoelektronik olarak incelenmesi

Abstract

Tınlaşım tünelleme diyotları uzun yıllar önce önerilmiş olmasına rağmen hala bazı temel fizik sorularını aydınlatacak ve birçok yeni uygulamada kullanılacak potansiyele sahiptir. Tınlaşım tünelleme aygıtları, özellikle son yıllarda önerilen safsızlık atomlarına dayalı Terahertz (THz) bölgede çalışan ışık yayıcılar ve ışık algılayıcıların gerçekleştirilebilmesi bakımından önem taşımaktadır. Bahsi geçen aygıtların hayata geçirilebilmesi için öncelikle çift engel tınlaşım tünelleme diyot yapısında aygıt performansını etkileyen etkin mekanizmaların tanımlaması ve test örneklerinin üretilerek karakterizasyon sonuçlarının iyi anlaşılması gerekmektedir. Bu çalışmada, GaAs/AlxGa1-xAs malzeme sistemi kullanılarak sistematik olarak çift engel tınlaşım tünelleme diyot yapıları moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmüş ve yapı içindeki akım mekanizmalarının bağlı olduğu parametreler tanımlanmıştır. Bu kapsamda, farklı kuantum kuyu ve engel genişliğine sahip aygıtların karakterizasyon çalışmalarında temel olarak fotolüminesans, elektro fotolüminesans ve akım-voltaj teknikleri kullanılmış ve sıcaklık bağımlı olarak yapılan ölçüm sonuçları analiz edilmiştir. Ek olarak, THz uygulamalarına temel oluşturmak amaçıyla kuantum kuyu içine katkılanmış safsızlık atomları üzerinden tınlaşım tünelleme akım mekanizması çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, kuramsal hesaplamalarla karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.