InSe, InTe ve InTe: Er yarıiletken ince filmlerin doğrusal olmayan optik özelliklerinin incelenmesi

ECRİN AVCI

InSe, InTe ve InTe: Er yarıiletken ince filmlerin doğrusal olmayan optik özelliklerinin incelenmesi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ECRİN AVCI

Danışman: Ahmet Karatay

Özet:

Tez çalışmasında, InSe, InTe ve InTe:Er yarıiletken kristallerinden üretilen farklı kalınlıklardaki ince filmlerin doğrusal olmayan soğurma özellikleri deneysel yöntem ve teorik model ile araştırılmıştır. Isısal buharlaştırma sistemi ile vakum ortamında üretilen ince filmler farklı kalınlıklarda üretilmiş ve film kalınlıkları spektroskopik elipsometre kullanılarak 30 nm, 60 nm ve 90 nm olarak ölçülmüştür. Doğrusal soğurma deneyleri sonucu doğrusal soğurma spektrumu elde edilmiş ve enerji bant değerleri ve Urbach enerjileri doğrusal soğurma spektrum verileri yardımı ile hesaplanmıştır. Kalınlık ve katkılamadaki değişim sonucu yasak enerji bant değerlerinde 0.08 eV kadar küçük değişimler gözlenirken, Urbach enerjilerinde yaklaşık 0.57 eV gibi önemli artışlar gözlenmiştir. Z-tarama deneyleri esnasında ns atmalı lazer kullanılmış ve teorik model ile deneysel veriler kullanılarak doğrusal olmayan soğurma ve doyurulabilir soğurma katsayıları belirlenmiştir. Açık yarık Z-tarama verilerinde geçirgenliği elde etmek için tek foton soğurması, iki foton soğurulması, uyarılmış durum soğurması ve doyurulabilir soğurmayı içeren teorik model kullanılmıştır. Örneklerin doğrusal olmayan soğurma performansı belirlenmiştir. En büyük etkin doğrusal olmayan soğurma katsayısı (eff) 90 nm InTe:Er örneği için 1.00 x 104 cm/MW ve en düşük doyum soğurma katsayısı (Isat) 30 nm InSe örneği için 5.00 x 103 MW/cm2 olarak hesaplanmıştır. Modelden yararlanılarak doğrusal olmayan soğurma katsayısı ve doyma şiddeti eşiği değerleri elde edildi ve uyarılmış durum soğurması ile doyurulabilir soğurma arasındaki etkileşim, amorf yarıiletkenlerin doğrusal olmayan soğurma davranışına kusur durumlarının katkısını içeren bir enerji bant diyagramı ile açıklanmıştır.