Geniş yasak enerji aralıklı sıcak elektron lazer ve ışın yayıcı yarıiletken hetero-yapılar

Bu çalışmada, InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu yapısının, sıcak elektron etkisi ile ışıma yapan bir aygıt olan sıcak elektron ışın yayıcı ve lazer heteroeklem (Hot-Electron Light emission and Lasing In Semiconductor Heterostructures, HELLISH) aygıtı olarak çalışması incelendi. InGaN/GaN heteroeklem yapısı safir alttaş üzerine n ve p-tipi GaN tabakalarının arasına, n-tipi GaN içerisine aktif InGaN kuantum kuyu sisteminin yerleştirilmesi şeklinde tasarlandı. İndiyum oranı 0,16 olan dört kuantum kuyulu InGaN/GaN heteroeklem yapısı İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi tarafından Metal Organik Kimyasal Buharlaştırma sistemi kullanılarak büyütülmüştür. Fabrikasyon aşamaları İstanbul Üniversitesi bünyesinde bulunan İleri Litografik Yöntemler Laboratuvarı'nın olanakları kullanılarak gerçekleştirildi. p-n ekleminde doğrusal olmayan bir potansiyel dağılımı oluşturabilmek için Top-Hat HELLISH (THH) geometrisinde, iki farklı boyutta InGaN/GaN THH aygıtı üretimi yapıldı. Aygıtların karakterizasyonları İstanbul Üniversitesi Nano-Optoelektronik Araştırma Laboratuvarı'nda yapıldı. THH aygıtlarının bünyesinde bulunan klasik ışık yayan diyot (LED) yapılarında akım-voltaj, voltaja bağlı ışık şiddeti ve dalgaboyu değişimine göre elektrolüminesans şiddeti ölçümleri gerçekleştirilerek, çalışma voltajı, ışıma gücü ve ışıma dalgaboyları gibi aygıt parametreleri elde edildi. THH aygıtlarında ise akım-elektrik alan, dalgaboyuna bağlı elektrolüminesans şiddeti değişimi ve elektrik alan-ışık şiddeti ölçümleri oda sıcaklığında yapıldı ve çalışma elektrik alanı, ışıma gücü ve ışıma dalgaboyları parametreleri belirlendi. Elde edilen tüm bulgular literatürdeki benzerleriyle karşılaştırılarak değerlendirildi.