Düşey kovuklu yüzey ışımalı lazer yapılarının büyütülmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of vertical cavity surface emitting lasers
Yazar: BEHÇET ÖZGÜR ALAYDİN
Danışman: PROF. DR. EBRU ŞENADIM TÜZEMEN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Katıhal lazerleri = Solid state lasers ; Tabakalı yarı iletkenler = Layered semiconductors

Özet:
Bu çalışmada, optik pompalı Düşey Kovuklu Yüzey Işımalı Lazer yapıları Metal Organik Buhar Biriktirme sistemi kullanılarak epitaksiyal olarak büyütülmüş,  kristal ve optik karakterizasyonları yapılmıştır. Büyütme parametreleri ve sürelerini optimize etmek için GaAs alttaş üzerine tek katman GaAs ve AlAs tabakaları büyütülmüştür. Büyütülen tabakaların, kalınlıklarının bulunması için teorik yansıma simülasyonları ve yüksek çözünürlüklü x-ışını kırınım sistemi ile kapsamlı şekilde karakterize edilmiştir. Tek katman büyütmelerinden sonra Dağınımlı Bragg Yansıtıcıları büyütüldü ve yansıma ölçümleri gerçekleştirildi. Daha sonra kuantum kuyusu ve bariyerinden oluşan aktif bölge GaAs üzerine büyütüldü. InGaAs kuantum kuyusunun alaşım oranı dinamik x-ışını simülasyonları ile belirlendi ve ışımanın tepe noktasını bulmak için kuantum kuyusunun fotolüminesansı ölçüldü. Optik pompalanmış VCSEL yapıları büyütülmeden önce kuantum kuyusunun ışıma dalgaboyu optimize edildi ve iki farklı VCSEL yapısı büyütüldü. Birincisi tamamen MOCVD sistemi ile büyütülürken ve ikincisi Molecular Beam Epitaksi ile üretilmiş DBR üzerine büyütülmüştür.
Sonuç olarak, optic pompalı VCSEL'in performansını etkileyen kritik parametreler kapsamlı olarak incelenmiş, 999 ve 983 nm'de ışıyan optik pompalı VCSEL yapıları başarıyla büyütülmüştür.

Abstract:
In this study, optical pumped Vertical Cavity Surface Emitting Lasers were grown epitaxially by using Metal Organic Vapor Deposition system and characterized comprehensively by means of state of the art techniques. Single layer GaAs and AlAs layers were grown on GaAs substrates to optimize growth parameters and times. Grown layers were extensively characterized with simulations and High Resolution X-ray Diffraction system to find out layer thicknesses. After that Distributed Bragg Reflectors were grown and total reflection of mirrors were measured. Then, active region which consist of quantum well and barrier were grown. Alloy composition of InGaAs quantum well were determined with dynamic x-ray simulations and photoluminescence of quantum well was measured to find peak point of radiation. Before growing optical pumped Vertical Cavity Surface Emitting Laser structures, radiation wavelength of quantum well optimized and two different Vertical Cavity Surface Emitting Laser structures were grown. First was completely grown with Metal Organic Vapor Deposition system and in the second one active region was grown on Molecular Beam Epitaxy grown Distributed Bragg Reflector.
As a result, critical paratemeters which affect performance of Vertical Cavity Surface Emitting Lasers were examined extensively and optical pumped Vertical Cavity Surface Emitting Lasers which radiated at 999 and 983 nm were successfully grown.