Örgü uyumsuz (x≠0.53, y≠0.52) InxGa1-xAs/InyAl1-yAs kuantum heteroyapılarının movpe ile büyütülmesi ve optik karakterizasyonu
Growth and optical characterization of lattice mismatch (x≠0.53, y≠0.52) InxGa1-xAs/InyAl1-yAs quantum heterostructures by movpe
Yazar: İZEL PERKİTEL
Danışman: DOÇ. DR. İLKAY DEMİR ; PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Fotolüminesans = Photoluminescence ; Heteroeklem = Heterojunction ; Heteroyapılar = Heterostructures ; Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Nanofotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi'ndeki Metal Organik Buhar Faz Epitaksi (MOVPE) sistemi ile InP alttaş üzerine örgü uyumsuz (x≠0.53, y≠0.52) InxGa1-xAs/InyAl1-yAs kuantum heteroyapıları büyütülmüş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Örgü uyumsuz InxGa1-xAs/InyAl1-yAs kuantum heteroyapılarında yer alan Si-katkılı ve katkısız tabakalar arası geçiş sürelerinde optimum değerleri elde edebilmek için farklı kombinasyonlar oluşturularak incelenmiştir. Büyütme sonrasında örneklerin kristal kalitesi ve kalınlık hassasiyeti X-ışını kırınımı (XRD) ile analiz edilmiştir. Ayrıca büyütülen numunelerin kalınlık hassasiyetlerini daha detaylı incelemek için Global Fit simülasyon programından iki farklı hesaplama yöntemi kullanılmıştır. Örneklerin optik karakterizasyonunu ve optik bantlar arası geçişlerini hesaplamak için 10 K- 300 K sıcaklık aralığında fotolüminesans (PL) ölçümü yapılmıştır. Ölçüm sonuçları ile teoriyi karşılaştırmak için InxGa1-xAs/InyAl1-yAs kuantum heteroyapılarındaki optik bantlar arası geçişler Nextnano simülasyon programı ile hesaplanmıştır. Yapılan karakterizasyon ve simülasyon çalışmaları sonucunda Si-katkılı ve katkısız tabakalar arası geçiş sürelerinin yapıların kalınlığını ve InGaAs/InAlAs arayüzlerini etkilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
In the scope of this thesis, lattice mismatched (x≠0.53, y≠0.52) InxGa1-xAs/InyAl1-yAs quantum heterostructures on InP substrate were grown with the Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE) system at Sivas Cumhuriyet University Nanophotonics Application and Research Center and characterizations were made. The lattice mismatched InxGa1-xAs/InyAl1-yAs quantum heterostructures were investigated by forming different combinations to obtain optimum values for Si-doped and undoped interlayer transition times. After growth, the crystal quality and thickness sensitivity of the samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD). In addition, two different calculation methods from the Global Fit simulation program were used to examine the thickness sensitivities of the grown samples in more detail. In order to calculate the optical characterization and optical band transitions of the samples, photoluminescence (PL) measurements were made in the temperature range of 10 K-300 K. In order to compare the measurement results with the theory, the optical band transitions in InxGa1-xAs/InyAl1-yAs quantum heterostructures were calculated with the Nextnano simulation program. As a result of the characterization and simulation studies, it was observed that the transition times between Si-doped and undoped layers affect the thickness of the structures and the InGaAs/InAlAs interfaces.