Sıcak elektron tabanlı optik sensörler

Bu çalışmada, sıcak elektron ışın yayıcı ve lazer yarıiletken heteroeklem (Hot Electron Light Emission and Lasing in Semiconductor Heterostructure, HELLISH) bir aygıt olarak tasarlanan farklı kuantum kuyu genişliğine sahip olan GaAs/Al0.31Ga0.69As yapısının XOR, NOT, OR ve NAND optik mantık kapıları olarak çalışabilme özellikleri araştırıldı. GaAs/AlGaAs heteroeklem yapısı, p-tipi ve n-tipi Al0.31Ga0.69As tabakalarının arasında n-tipi Al0.31Ga0.69As tabaka içine GaAs kuantum kuyusunun yerleştirilmesi şeklinde tasarlandı. GaAs/ Al0.31Ga0.69As tabakaları yarı-yalıtkan GaAs alttaş üzerine, Moleküler Demet Epitaksi (Molecular Beam Epitaxy, MBE) sistemi kullanılarak büyütüldü. p-n ekleminde doğrusal olmayan bir potansiyel dağılımı elde edebilmek için büyütülen aygıtların Top Hat HELLISH (THH) geometrisinde fabrikasyonu yapıldı. Sıcaklığa bağlı fotolüminesans, farklı gerilim değerleri altında dalga boyuna bağlı elektrolüminesans ve akım-voltaj ölçümleri gerçekleştirilerek THH aygıtların ışıma aygıt parametreleri elde edildi. Elektriksel kontak bağlantısı yapılan THH aygıtlara atmalı gerilimler uygulanarak XOR, NOT, OR ve NAND mantık kapılarının çalışma prensibine göre aygıttan ışıma elde edildi. Girişi ışın çıkışı ışın olan optik mantık kapılarının elde edilmesi araştırıldı. Fiber optik kablodan gelen ışının var ("1") ve yok ("0") olması durumunda, XOR, NOT OR ve NAND mantık kapısı çalışma prensibine göre THH aygıttan ışıma elde edildi. Bu THH yapıların girişi ışın çıkışı ışın olan optik mantık kapısı olarak kullanılabileceği gösterildi.