III-N tipi yarıiletkenlerin örgü dinamiğinin adyabatik bağ yükü modeli ile incelenmesi

ÖZET Anahtar kelimeler: III-N grubu yarıiletkenler, bağ yükü (BC), örgü dinamiği, kısa menzil etkileşmeleri, Coulomb etkileşmeleri III-N grubu yarıiletkenler diğer bileşikler yanında optoelektronik ve ısısal özellikleri yönüyle özel bir yer tutarlar. Bu yarıiletkenler çinko-sülfur (zinc-blende) ve hegzagonal wurtzide yapıda bulunabilirler. Yarıiletkenlerin ısısal ve elektronik özelliklerinin anlaşılması için öncelikle ele alman materyalin örgü dinamiğinin hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada III-N tipi yarıiletkenler olan InN, BN, A1N, GaN bileşiklerinin örgü dinamiği adyabatik bağ yükü modeli ile incelendi. Bu inceleme sonuçlan verilmeden önce örgü dinamiği hesaplamalarında kullanılan diğer modeller olan Born-Von Karman modeli, değerlik kuvvet modeli, kabuk modeli ve rijit iyon modeli tanıtıldı. Adyabatik bağ yükü modeli ilk olarak Phillips ve Martin tarafından ortaya atıldı. Bu modele göre elektronların yoğunlaşma noktalan olarak alman bağ yükleri iyonlar yanında kütlesiz kabul edildi. Bağ yükleri homopolar yaniletkenlerde bağın tam ortasında, heteropolar yaniletkenlerde ise elektronegatifliği yüksek olan iyona yakın olacak şekilde konumlanırlar. III-N tipi yarıiletkenler için yapılan bu çalışmada üç temel etkileşim göz önüne alındı. Bunlar; Coulomb etkileşmeleri (iyon-iyon, iyon-bağ yükü, bağ yükü bağ yükü), kısa menzil etkileşmeleri (iyon-iyon, iyon-bağ yükü, bağ yükü-bağ yükü) ve merkezi olmayan (bağ bükülmesi) etkileşmeleridir. Bu etkileşmelerin hesaplanması sonucu bulunan fonon dispersiyonu, durum yoğunluğu eğrileri ile titreşim vektörleri verilmiştir. vıı