Kuantum noktaları temelli bellek aygıtlar
Memory devices based on quantum dots
Yazar: NAMIK AKÇAY
Danışman: PROF. DR. NURTEN ÖNCAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bellek = Memory ; Kapasite = Capacity

Özet:
Bu çalışmada, Kuantum Noktası Temelli Bellek Aygıt olabilecek InAs/GaAs ve GaSb/GaAs Kuantum Noktaları içeren örnekler incelendi. Kuantum Noktası Temelli Bellek Aygıtlar için oldukça önemli olan yazma ve silme zamanları belirlendi.İncelenen örneklerden ikisi, Metal-Organik Kimyasal Buharlaştırmayla Biriktirme (MOCVD) tekniği ile diğeri de Moleküler Işın Epitaksisi (MBE) tekniği ile büyütülmüştür. MOCVD tekniği ile büyütülen örnekden ilki, InAs/GaAs Kuantum Noktaları, ikincisi ise, GaSb/GaAs Kuantum Noktaları içermektedir. Diğer taraftan, MBE tekniği ile büyütülmüş örnek ise, InAs/GaAs Kuantum Noktaları civarında AlGaAs bariyer içermektedir. Her üç örnekte de, Kuantum Noktaları, n- p ekleminin arınma bölgesi civarında bulunmaktadır.Örneklerin her biri için 25K-300K aralığında Akım-Voltaj (I-V) ve Kapasite-Voltaj ölçümleri yapıldı.Bu çalışmada, Kuantum Noktaları Temelli Bellek Aygıt olabilecek örneklerin yazma ve silme zamanlarının belirlenebilmesi için iki yeni ölçüm yöntemi geliştirildi. Kapasite-Voltaj değişimine dayanan bu yöntemler kullanılarak örneklerde ilk kez yazma ve silme zamanı deneysel olarak belirlendi.Yazma zamanı ölçüm yöntemi kullanılarak InAs/GaAs Kuantum Noktaları içeren örnek için yazma zamanı, 25K'de 6ns olarak bulundu. InAs/GaAs Kuantum Noktaları ve AlGaAs bariyer içeren örnek için yazma zamanı, 230K'de 32ns ve GaSb/GaAs Kuantum Noktaları içeren örnek için 100K'de yazma zamanı 14ns olarak bulundu.Ayrıca, InAs/GaAs Kuantum Noktaları içeren örnek için 20K'de silme zamanı 43ns olarak bulundu.Bu çalışmanın bir bölümü TUBİTAK-BİDEB desteği ile Berlin Teknik Üniversitesi Katıhal Fiziği Enstitüsü'nde gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In this work, the samples which can be used for Quantum Dots based Flash Memory Devices including InAs/GaAs and GaSb/GaAs Quantum Dots has been investigated. Write and erase time for Quantum Dots based Flash Memory Devices has been determined.The two of the samples have been grown by the Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) and the other sample has been grown by Molecular Beam Epitaxy (MBE). The first sample that has been grown by MOCVD includes InAs/GaAs Quantum Dots and the second one includes GaSb/GaAs Quantum Dots. On the other hand, the sample that has been grown by MBE includes AlGaAs barrier around InAs/GaAs Quantum Dots. Quantum dots are embedded in depletion region of n- p junction for on all of the three samples.For each one of the three samples, the Current-Voltage (I-V) and the Capacity ? Voltage measurements have been done between 25K-300K .In this work, two new estimation methods have been developed for the determination of write and erase time of the samples that can be used for Quantum Dots based Flash Memory Devices. Write and erase time of the samples have been experimentally determined for the first time in the literature by the use of these new methods based on Capacity-Voltage change.For the sample that includes InAs/GaAs Quantum Dots, the writing time has been determined as 6ns at 25K by the method of write time measurement. For the sample that includes InAs/GaAs Quantum Dots and AlGaAs barrier, the write time has been determined as 32ns at 230K and finally for the sample that includes GaSb/GaAs Quantum Dots the write time has been determined as 14ns at 100K.Furthermore, for the sample that includes InAs/GaAs Quantum Dots the deleting time has been determined as 43ns at 20K.A significant part of this work which is supported by TUBITAK-BİDEB has been performed at the Technical University of Berlin, Institute of Solid State Physics.