Yarıiletken nanokristal yapılar içeren cam malzemelerin kırılma indislerinin interferometrik yöntemlerle belirlenmesi

YARI LETKEN NANOKR STAL YAPILAR ÇEREN CAMMALZEMELER N KIRILMA ND SLER N N NTERFEROMETR KYÖNTEMLERLE BEL RLENMESEKREM SINIRÖZETçinde CdSe veya CdTe yarıiletken katkı bulunan iki tür cam, elmas testere ile15x15x1.5 mm boyutlarında numunelere kesilmiş ve bu numuneler 1000 0 C 'deyaklaşık 10 dakika eritilip hızlı bir şekilde oda sıcaklığına soğutulmuştur. Bunumunelere 550 0 C ile 675 0 C sıcaklıkları arasında farklı sürelerde ısıl işlemuygulanmış ve numuneler içinde nanometre mertebesinde yarıiletken yapılar(kuantum noktaları) elde edilmiştir. Isıl işlem sonrasında numunelere zımparalama veparlatma işlemleri uygulanmış ve kalınlıkları 0.4 mm ile 1.0 mm arasında değişenparalel plaka şeklinde camlar üretilmiştir. Bilgisayar kontrollü optik deney düzeneğikullanılarak numunelerin optik soğurma spektrumları elde edilmiştir. Optik soğurmaspektrumlarındaki birinci eksiton tepelerinin enerji değerleri kullanılarak, camiçindeki ortalama kuantum noktası yarıçapları elde edilmiş ve yarıçap değerlerininCdSe için 1.89 nm ile 2.75 nm ve CdTe için 2.91 nm ile 3.33 nm aralığında olduğubulunmuştur.Yarıiletken katkılı, paralel plaka şeklindeki bu camlar Michelson girişimölçeri deneydüzeneğinin numune kolunda bulunan motorize döner tabla üzerine yerleştirilmiş vedöner tablanın kontrol ünitesi aracılığıyla ölçülen açılar altında döndürülmüştür. Işığınoptik yolundaki değişimin transandantal bir modeli kullanılarak camların kırılmaindisleri belirlenmiştir.Başlangıçta numune üzerine dik olarak düşen ışık, numunenin döndürülmesiylegiderek artan bir kırılmaya uğrar. Bunun sonucunda ışığın havadaki optik yoluazalırken cam numune içindeki optik yolu artar. Bu optik yol değişimi girişimsaçaklarının kaymasına neden olur. Bu kaymalar eş-zamanlı olarak bilgisayardakaydedilerek kayma yapan saçak sayısı belirlenir. Numunenin dönme açısı, kaymayapan saçak sayısı ve numune kalınlığı bir transandantal modele yerleştirilerek, laserışığı için, malzemenin ?tahmini? kırılma indisi değerlerine karşılık gelen bir seridalgaboyu değeri elde edilir. Deneyde kullanılan He-Ne laserin dalgaboyu değeriniveren tahmini kırılma indisi değeri cam için aradığımız kırılma indisidir. Kırılmaindisi 1.457 olarak bilinen bir kaynamış (fused) kuvars prizma ile yapılan deneyler,kırılma indisi için 1.458 ± 0.002 değerini vermiştir. Bu da ölçüm metodunun 10-3mertebesinde hassasiyete sahip olduğunu göstermektedir.Elde edilen kırılma indisi ve kuantum noktası ortalama yarıçapı değerlerikarşılaştırıldığında, kuantum noktası yarıçapındaki artışın kırılma indisinde de artışaneden olduğu bulunmuştur.Anahtar kelimeler: Kırılma indisi, kuantum noktaları, Michelson girişimölçeri, optikyol farkı.