A3B3C62 kalkojen yarıiletkenlerinde elektrik alanın optik özelliklere etkisi

Abstract

Bu tezin amacı TlGaSe2 katmanlı yarıiletkeninde elektrik alan etkisiyle aktive olan kusurların oluşturduğu iç elektrik alanın varlığını incelemektir. Deneysel çalışmalar sonucunda TlGaSe2 kristalinin elektrik alan, sıcaklık gibi dış etkilere karşı hassasiyet gösterdiği gözlenmiştir.Çalışma içerisinde TlGaSe2 kristalinin literatürdeki yeri, fiziksel, elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca kristalin bant yapısından da bahsedilmektedir. Bunların yanı sıra yarıiletkenlerin optik soğurma özelliklerine de değinilmiştir. Bu incelemelerin hepsi Franz-Keldysh etkisi ve Urbach kuralına temel hazırlamak amacıyla yapılmıştır. Franz-Keldysh etkisiyle ilgili detaylı bir literatür incelemesi yapılmış ve çalışmayla ilgili olan tüm bilgiler tez içerisinde detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Aynı işlem Urbach kuralı içinde yapılmıştır.Bu çalışmada kristalde gömülü elektrik alanın optik soğurmaya etkisi incelenmiştir. Ayrıca TlGaSe2 kristalinin optik soğurma katsayısının yasak bant kenarındaki davranışı Urbach kuyruğu olarak tanımlanmıştır.Literatürde TlGaSe2 kristali için iç elektrik alanın optik soğurma kenarı üzerindeki etkisiyle ilgili bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu tez çalışması literatürdeki bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır.

The aim of this thesis is to investigate the presence of an internal electric field in the TlGaSe2 layered semiconductor caused by defects activated by the external electric field. As a result of experimental studies, it's shown that TlGaSe2 crystal is sensitive to external effects such as electric field and temperature.In this study, the place of TlGaSe2 crystal in the literature, its physical, electrical and optical properties were examined. Crystalline band structure and in addition, optical absorption properties of semiconductors are mentioned. All of these investigations were conducted to prepare a basis for the Franz-Keldysh effect and the Urbach rule.A detailed literal review of the Franz-Keldysh effect has been made and all the information that could contribute to the study was explained in detail in the thesis and the same path was followed for Urbach rule.In this study, the effect of embedded electric field on optical absorption of the crystal was investigated. In addition, the behaviour of the optical absorption coefficient of the TlGaSe2 crystal at the forbidden band edge is defined as the Urbach tail.In the literature, a study related to the effect of internal electric field on the optical absorption edge of TlGaSe2 crystal is missing. This thesis aims to fill this gap in the literature.