Germanium alloys for optoelectronic devices

Silisyum elektronik alanda geçen 50 yıla rağmen önemli bir yere sahiptir. Çoğunlukla silisyum oksit ve silisyum nitrat başta olmak üzere diğer maddelerle birlikte kullanılmaktadır. Diğer yandan, grup IV elementlerinden germanyum ise transistör ve detektör teknolojisinin başlangıç aşamalarında kullanılmaktadır. Si/Ge heterojunctionların yanı sıra, SiGe bileşikler fotodetektörlerde de kullanılmaktadır. Silisyum nanokristallerinin kullanıldığı ışık saçan aygıtlar üzerinde yapılan çalışmalar, bu diyotlarda uygun bant aralığına sahip olmasından dolayı Ge1-xNx bileşiğinin bariyer olarak kullanılmasını öngörmüştür [1]. Ayrıca Ge1-xNx bileşiğinin fotodiotlarda, elektronik yükselticilerde, optik fiberlerde kullanılan uygun bir madde olduğu bir çok deneyle gösterilmiştir [2]. Fakat bulk Si ve Ge maddelerinin dolaylı bant aralığına sahip olması, bu maddelerin ışık saçma verimliliğini düşürmektedir. Diğer bir yandan, kuvvetli ışık saçma özelliği gösteren Si nanokristaller optoelektronik aygıtların uygulamalarında kullanıldığı için yarı iletken teknolojisinde geniş ilgi alanına sahiptir [1]. Bu nanokristaller, bulk hallerinde görülmeyen kuvvetli ışıma ve linear olmayan optiksel özelliklere sahiptirler [2-3]. Ayrıca SiGe nanokristaller, bileşik kompozisyonu ile değişen enerji bant aralığına sahip oldukları için büyük ilgi görmüşlerdir.Bu çalışmada, PECVD yöntemi ile oluşturulan SiGe nanokristaller ve Ge1-xNx ince filmler incelenmiştir. Büyütme koşulları ve deneysel karakterizasyon yöntemleri incelenmiştir. Raman Spektrometre, elipsometre, Kızılötesi Spektrometre, X-ışınları fotoelektron Spektrometre yöntemleri ile maddelerin karakterizasyonu yapılmıştır. SiGe nanokristaller için 295, 400, 485, 521 cm -1 `de 4tane ayrı mod gözlenmiştir. Bu modlar sırası ile Ge-Ge, Si-Ge, l-Si-Si ve Si-Si modlarıdır [5]. Kızılötesi spektrometre ile Ge-N bağı, Ge1-xNx ince filmlerde gözlenmiş ve XPS ile ölçülen band ofsetler Ge1-xNx ince filmlerin optoelektronik aygıtlar için uygun olduğunu göstermiştir.