Üçlü alaşım wurtzite InxGa1-xN malzemenin band yapısı hesabı

GaN, AlN ve InN gibi ikili bileşiklerle InAlN, AlGaN ve InGaN gibi üçlü alaşımlar günümüzde büyük önem taşımaktadır. Bu tür yarıiletken malzemeler elektronik sanayinin ve buna bağlı teknolojilerin ilerlemesi için sürekli araştırılmakta ve yüksek kalitede elektronik aletler geliştirilmektedir. III-V bileşiklerinin elektronik ve yapısal özelliklerinin belirlenmesini amaçlayan bu tezde, öncelikle kristal yapı hakkında genel bilgiler verilmektedir. Daha sonra kristal katıların enerji band yapılarını elde etmek için kullanılan elektronik yapı hesaplama yöntemleri incelenmiştir. Bu yöntemlerden Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) kullanılmıştır. Tezin ilk kısmında GaN ve InN ikili bileşiklerin zincblende ve wurtzite yapıları incelenerek bu bileşiklerin yapısal özellikleri elde edilmiştir. Belirlenen yapısal parametreler kullanılarak GaN ve InN ikili bileşikler için enerji-band grafikleri çizdirilmiştir. Bu hesaplamalarda Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi'ne, düzlem dalgalara ve pseudopotansiyellere dayanan, Espresso'nun temel bileşenlerinden biri olan PWscf (Plane-Wave Self-Consistent Field - Düzlem Dalga öz-Uyumlu Alan) program seti kullanılmıştır. Tezin ikinci kısmında ise wurtzite InxGa1-xN alaşımının yapısal ve elektronik özellikleri elde edilmiştir. GaN ve InN enerji band aralıkları kullanılarak In elementinin her bir x bileşimine karşılık gelen enerji band aralıkları belirlenmiştir. Son kısımda ise elde edilen sonuçlar, deneysel sonuçlarla ve daha önce yapılmış olan çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Anahtar sözcükler: Yarıiletkenler, zincblende ve wurtzite yapılar, III-nitrat alaşımları, Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi, Vegard kuralı.