Optoelektronik cihazlar için bizmut alaşımlarının modellenmesi

Bu tez çalışmasının amacı, InAsBi/InAs, InPBi/InP, InSbBi/InSb ve GaAsBiN/GaAs III-V malzemelerinin elektronik bant yapılarını model hesaplamaları kullanarak incelemektir. Bizmut ve nitrojen atomları bir III-V ikili yarı iletkenine eklendiğinde, katkı atomları bizmut ve nitrojen atomları iletkenlik bandı ve değerlik bandına yakın yerlerde bulunan enerji seviyelerini işgal eder. Bu lokalize katkı atomları iletkenlik bandı ve değerlik bandı ile etkileşime girer. Bu etkileşim sonucu değerlik bandı ve iletkenlik bandı pozitif ve negatif enerji seviyelerine ayrılır, değerlik bandı hafif boşluk, ağır boşluk, spin-off ve iletkenlik bandı ise alt bantlarına ayrılır. Seyreltik bismutların ve nitritlerin ikili ev sahibi maddelere eklenmesi sonucu, bizmut ve nitrojen konsantrasyonunun artması, bant boşluğu enerjisinde bir azalmaya neden olur. Ayrıca bizmut konsantrasyonunun artmasıyla birlikte spin yörünge etkileşim enerjisinde bir artış olur. Bant yapısındaki bu büyük değişiklikler, Auger rekombinasyonu ve Intervalence bant absorpsiyonu gibi optik kayıp mekanizmalarını ortadan kaldırmaya veya bastırmaya eğilimlidir. Teorik analizimiz, değerlik ve iletkenlik bantlarının yeniden yapılanmasını modellemek için seyreltik nitritlerin katılmasından dolayı iletkenlik anti bant geçiş modeli, C-BAC ve seyreltik bismutların katılmasından dolayı da değerlik anti bant geçiş modeli, V-BAC kullanılmıştır.