Örgü sabitleri uyusmayan III-V yarıiletken nanotellerinin elektronik ve geometrik özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile incelenmesi
Density functional theory investigation of electronic and geometric properties of the lattice mismatched III-V semiconducting nanowires
Yazar: BARIŞ ÖZKAPI
Danışman: DOÇ. DR. SEYFETTİN DALGIÇ ; YRD. DOÇ. DR. HANDE TOFFOLİ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bant yapısı = Band structure ; Elektron yoğunluğu = Electron density ; Elektronik yapı = Electronic structure ; Elektronik özellikler = Electronic properties ; Nano yapı = Nano structure ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Nanotel = Nanowire ; Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
Bu tezde, örgü sabitleri uyuşmayan III-V yarıiletkenlerinden InAs ve GaAs ile oluşturulan InAs/GaAs nanotel heteroyapılarının elektronik ve geometrik özellikleri incelenmiştir. (001) yönünde büyütülen InAs/GaAs bulk heteroyapıları ve InAs/GaAs nanotel heteroyapıları çalışılmıştır. Bulk heteroyapılar ve nanotel heteroyapıların her ikisi içinde farklı katmanlar çalışılmıştır. İncelenen sistemlerin denge durumu örgü sabitleri, toplam enerjileri, elektrostatik potansiyel eğrileri ve elektronik bant yapıları hesaplanmıştır. Ayrıca bu fiziksel niceliklerin tel yarıçapı ve katman sayısıyla olan ilişkileri incelenmiştir. Nanotel heteroyapılarda yarıçap değerinin artmasıyla denge durumu örgü sabitlerinin artığı gözlenmiştir. Nanotel heteroyapıların 0.9 nanometrenin altındaki yarıçapa sahip olduğu durumlarda örgü yapısındaki bozulmalar dikkati çekmiştir. Buna bağlı olarak elektrostatik potansiyel eğrilerde, InAs ve GaAs farkı gözlenmemiştir. Ancak 0.9 nm ve üzeri yarıçap değerlerine sahip nanotel heteroyapılarda hem örgü yapısı daha düzenli hem de InAs ve GaAs arasındaki potansiyel farkı bulk yapı özelliklerine benzer bir özellik göstermesine karşın bulk yapıdan elde edilen potansiyel farkından daha düşük olduğu anlaşılmıştır. Hesaplamalar, temeli yoğunluk fonsiyonel teorisine dayanan düzlem dalga öz uyum alan programı ile gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In this thesis, we have investigated electronic and geometric properties of InAs/GaAs nanowire heterostructure which made up InAs/GaAs from lattice mismatched III-V semiconductors. InAs/GaAs bulk heterostructures and InAs/GaAs nanowire heterostructures which are growth in the (001) direction have been investigated. We studied the different layers both of bulk heterostructures and nanowire heterostructures. Equilibrium lattice constants, total energies, electrostatic potential curves and electronic band structures of investigated systems have been calculated. Also, the relation between wire radius and layer number of this physical quantities have been carried out. We observed that with increasing of the radius value equilibrium state lattice constant increases. We have noticed that distortions of the lattice structure below the radius of 0.9 nanometers. We have not observed an obvious electrostatic potential difference between InAs and GaAs. Nanowire heterostructures which have 0.9 nm and high value of radius show similar feature both lattice structure which have more regular and between InAs and GaAs potential deference bulk structure properties. However the difference of potential from obtain bulk structure lower. Our calculations have been carried out using plane wave self consistent field program based on density functional theory.