Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA YÜKSEK
Danışman: AYHAN ELMALI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında tabakalı III-VI yarıiletken ailesinden dar yasak enerji aralıklı indiyum selenid (InSe = 1.3 eV) ve geniş yasak enerji aralıklı galyum selenid (GaSe = 2.1 eV) kristallerinin çizgisel olmayan soğurma özellikleri açık yarık Z-tarama deney yöntemi kullanılarak incelendi ve karşılaştırıldı. Daha sonra GaSe kristalleri % 0.01 oranında germanyum (Ge) ve % 0.5 oranında kalay (Sn) katkılandırıldı ve katkılandırmanın çizgisel olmayan soğurma tepkisi üzerindeki etkisi araştırıldı. Bu tez çalışmasında 20 ile 104 nm aralığında farklı kalınlıklarda InSe, GaSe, GaSe:Ge ve GaSe:Sn yarıiletkenlerinin ince filmleri ısısal buharlaştırma yöntemiyle büyütülerek çizgisel olmayan soğurma özellikleri araştırıldı. Ayrıca, çizgisel olmayan soğurma davranışının bağlı olduğu, elektronların uyarılmış durumda kalma süreleri ultra hızlı spektroskopi (pump-probe) yöntemiyle belirlendi. Yukarıda bahsedilen yarıiletkenlerin çizgisel olmayan soğurma özellikleri farklı atma sürelerine (4 ns, 65 ps ve 44 fs) sahip üç lazer kaynağı kullanılarak Z-tarama deney yöntemiyle incelendi. Külçe (bulk) yapıdaki InSe ve GaSe kristalleri çizgisel olmayan soğurma göstermektedirler. Bununla beraber % 0.01 Ge ve % 0.5 Sn katkılı GaSe kristalleri düşük şiddetlerde doyurulabilir soğurma gösterirken daha yüksek şiddetlerde çizgisel olmayan soğurma baskın olmaktadır. Literatürde bu durum ilk kez gözlendi. Amorf halinde büyütülen filmlerden ince olanlar (20 – 55nm), yasak enerji aralığındaki kusur ve katkı seviyeleri az olduğundan dolayı doyurulabilir soğurma, daha kalın (65 – 104) olanlar ise kalınlığa bağlı olarak kusur seviyelerinin artmasıyla çizgisel olmayan soğurma göstermektedirler. Bununla beraber filmlerin kalınlığının azaltılmasıyla doyum eşik şiddetlerinin düşürülebildiği gözlendi. Bu sonuçlar, amorf ince filmlerde kalınlık ve katkı oranının değiştirilmesiyle ince filmlerin doyum eşik şiddetlerinin kontrol edilebileceğini göstermektedir. Örneğin en düşük doyum eşik şiddeti nanosaniye lazer kaynağıyla incelenen 20 nm kalınlığındaki InSe ince filmi için 3x10-3 GW/cm2 olarak bulundu. Bu değer literatürde daha önce bulunmuş en düşük doyum eşik şiddetinden yaklaşık olarak 75 kat daha düşüktür. Elektronların uyarılmış durumda kalma sürelerini belirlemek için yapılan ultra hızlı spektroskopi deneylerinden, en yavaş bileşen yaklaşık 10 ns’dir ve bu elektronların tuzağa yakalanıp daha sonra deşiklerle birleşme işlemlerine dayanır.