Yarıiletken süper örgülerde ortaklaşa uyarımlar
Collective excitations in semiconductor superlattices
Yazar: ÖZLEM ALTUNORDU
Danışman: DOÇ.DR. YÜKSEL AYAZ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ÖZETBilim Uzmanlığı TeziYARIİLETKEN SÜPER ÖRGÜLERDE ORTAKLAŞA UYARIMLARÖzlem ALTUNORDUZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim DalıTez Danışmanı: Doç. Dr. Yüksel AYAZEylül 2005, 43 sayfaBu tezde, iki ve bir boyutlu süper örgüler için ters dielektrik fonksiyonları Rasgele-Faz-Yaklaşımı çerçevesinde türetilmiş ve bu fonksiyonların frekans-kutup noktalarındanortaklaşa-mod-spektrumları tanımlanmıştır. İki boyutlu süper örgü sistemleri sonlu sayıda vesonsuz sayıda kuantum kuyuları içerecek şekilde göz önüne alınmıştır. Sonsuz kuantumkuyusu içeren iki boyutlu süper örgü durumunda süper örgü modları, örneğin, yerel limitte,açısal frekansın karesi eşittir süper örgü açısal frekansının karesi eşittir iki boyutlu plazmafrekansının karesi kere iki boyutlu süper örgü yapı faktörü şeklinde elde edilmiştir. Ayrıca, ikiboyutlu süper örgü plazmonlarının yerel olmayan (dalga vektörüne bağlı) bir ortamın üçboyutlu hacim plazmonlarıyla etkileşimi de ele alınmıştır. Bu incelemede üç boyutlu plazmahidrodinamik modelde göz önüne alınmıştır. Sonsuz kuantum kuyusu içeren iki boyutlu süperörgü ile üç boyutlu plazma arasındaki yerel olmayan zayıf etkileşimler durumu için, en düşükmertebede, çiftlenimli modlar açısal frekansın karesi eşittir iki boyutlu plazma frekansınınkaresi kere yapı faktörü artı üç boyutlu plazma frekansının karesi olarak elde edilmiştir.Bundan başka, küçük frekans değerlerine karşılık gelen bir mod durumu da tespit edilmiştir.Diğer taraftan, sonsuz kuantum telinden oluşmuş periyodik bir boyutlu süper örgü sistemi içinÖZET(devam ediyor)ters dielektrik fonksiyonu türetilmiş ve sistemin ortaklaşa-mod- spektrumu güçlü çiftlenim vezayıf çiftlenim olmak üzere iki limit durumunda analitik olarak incelenmiştir. Uygunyaklaşımlar altında, güçlü çiftlenim durumunda bir boyutlu süper örgünün karakterdeğiştirerek iki boyutlu bir elektron tabakası durumuna geçtiği ve zayıf çiftlenim durumundabir boyutlu süper örgü sisteminin tek bir kuantum teli durumuna indirgendiği gösterilmiştir.Anahtar sözcükler: Ters dielektrik fonksiyon, süper örgü, kuantum kuyusu, kuantum teli,ortaklaşa uyarım, normal-mod, plazmon.Bilim kodu: 404.05.01

Abstract:
ABSTRACTM.Sc. ThesisCOLLECTIVE EXCITATIONS IN SEMICONDUCTOR SUPERLATTICESÖzlem ALTUNORDUZonguldak Karaelmas UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of PhysicsThesis Advisor: Assoc. Prof. Yüksel AYAZSeptember 2005, 43 pages.In this thesis, the inverse dielectric functions for two and one dimensional superlattices arederived within the Random Phase Approximation and from the frequency poles of thesefunctions, the collective-mode-spectra are determined. Two dimensional superlattice systemsare considered separately to consist of finite and infinite quantum wells. For the case of a twodimensional superlattice consisting of infinite quantum wells, for example, the superlatticemodes are obtained in the local limit as square of angular frequency equals square of angularfrequency of two dimensional plasma times two dimensional super lattice structure factor. Inaddition, the interaction of the two dimensional superlattice plasmons and the threedimensional bulk plasmons of a nonlocal (wavevector-dependent) medium is treated. For thisanalysis the three dimensional plasma is considered in the hydrodynamic model. For weaknonlocal interactions between the two dimensional superlattice consisting of infinite quantumwells and the three dimensional plasma, the coupled modes are obtained, in the lowest order,to be square of angular frequency equals square of angular frequency of two dimensionalplasma times two dimensional super lattice structure factor plus square of three dimensionalABSTRACT (continued)plasma. Furthermore, a mode associated with low frequency values is determined. Morever,the inverse dielectric function for a periodic one dimensional superlattice consisting of infinitequantum wires is derived and the collective-mode-spectrum is analyzed analytically in twolimiting cases for strong coupling and weak coupling. Based on reasonable approximations, itis shown that in the strong coupling case the one dimensional superlattice changes characterto become a two dimensional electron layer and in the weak coupling case the onedimensional superlattice system is reduced to be an isolated single wire.Key words: Inverse dielectric function, superlattice, quantum well, quantum wire,collective excitations, normal-mode, plasmon.Science Code: 404.05.01