Yüksek örgü uyumsuz GaNAsP ve GaNAsBi alaşımlarının lazer kazanç malzemesi olarak bilgisayarlı modellenmesi

Bu tez çalışmasının amacı, yüksek örgü uyumsuz alaşımlardan GaNAsP ve GaNAsBi'ın modelle ile elektronik bant yapılarını ve akım yoğunluklarını araştırmaktır. Yüksek örgü uyumsuz alaşımların önemini ortaya çıkarmak için GaNAsP ve GaNAsBi ile N katkısız muadillerini içeren karşılaştırmaları sunmaktayız. Bant yapısı itibariyle doğrudan ışıma yapabilen GaP altlıklı seyreltik nitrit Ga(NAsP) lazer diyotlarının, Si mikroişlemciler üzerine monolitik entegrasyonu önem kazanmaya başlamıştır. Yeni önerilmiş bu lazer malzeme sisteminin en büyük avantajı GaP ile silisyumun örgü sabitleri arasındaki uyumsuzluğun çok az olmasıdır. Ancak yakın zamanda elde edilen ölçümler, Ga(NAsP)/GaP kuantum kuyu lazerlerinin yüksek eşik akım yoğunluğuna sahip olduğunu göstermiştir. Bu davranışın sebeplerini irdelemek amacıyla, bizde model hesaplamalar ile doğrudan ışıma yapabilen Si altlıklı seyreltik Ga(NAsP)/GaP/AlGaP lazer diyotların, eşik akım yoğunluklarının kapsamlı bir analizini sunduk. Hesaplamalarımız ile deneysel sonuçların karşılaştırılması, Auger CHCC mekanizmasının 300K de baskın kayıp mekanizması olduğunu işaret etmektedir. Yakın zamanda yapılan ölçümler birçok özgün özellik sergileyen, yüksek örgü uyumsuz yarıiletken alaşımlardan GaAs1-xBix'ın artan x ile yasak enerji aralığının hızla azaldığını ve spin-yörünge etkileşim enerji aralığındaki hızlı azalışın kaynağını ve sonuçlarını anlamak için yasak enerji aralığı ve kritik kalınlığı üzerinde çalıştık ve karşılaştırmalar yaptık. Elde edilen sonuçlar GaNAsBi malzeme sisteminin, optoelektronik uygulamalarda uzun dalga boyu bölgesinde kullanılabilinir olduğunu göstermiştir.