Üçlü alaşım wurtzite InxGa1-xN malzemenin band yapısı hesabı
Band structure calculation of the wurtzite phase material, ternary alloy, InxGa1-xN
Yazar: SEVİL SARIKURT
Danışman: PROF.DR. İSMAİL SÖKMEN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Alaşımlar = Alloys ; Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
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.

Abstract:
Nowadays, binary compounds such as GaN, AlN, InN and ternary alloyssuch as InAlN, AlGaN, InGaN are very important. These semiconductormaterials are always being searched to improve the technology of electronicsand its related industry and high quality electronic devices are produced.This thesis aims electronic and structural characteristics of III-V compounds.Firstly, general knowledge about crystal structure was given. After this, electronicstructure calculation methods which are used to obtain energy-band structure ofcrystal solids are considered. In this thesis, Density Functional Theory (DFT)was used from these methods.At the ¯rst section of this thesis, zincblende and wurtzite structure of GaNand InN binary compounds were searched and obtained their structuralcharacteristics. Using determined structural parameters, energy-band diagramswere plotted for GaN and InN binary compounds. In this calculations, PWscfprogram set which depends on DFT, plane waves and pseudopotentials and oneof the basic components of espresso were used.At the second section of this thesis, electronic and structural characteristicsof wurtzite InxGa1-xN alloy were obtained. The energy-band width of per xcomposition of In element were obtained by using the energy-band widths ofGaN and InN.In the last section, results were compared with empirical results and previousworks.Key Words: Semiconductors, zincblende and wurtzite structures, III-nitridealloys, Density Funtional Theory, Vegard's law.