Self-consistent field calculations for the electronic properties of semiconductor superlattices

Abstract

ÖZET YARIİLETKEN SÜPER ÖRGÜLERİN ELEKTRONİK ÖZELLİKLERİNİN KENDİ İÇİNDE UYUMLU HESABI USLU, Berrin Yüksek Lisana Tezi, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi : Assoc. Prof. Dr. Şakir ERKOÇ Ocak 1988, 108 sahife Bu çalışmada şekli testere ve kuyu tipi olan süperörgülerde elektronik enerji seviyelerini bulmak için kendi içinde uyumlu hesabı yapıldı. `Coulomb` ve `exchange ` potensiyellerini karşılaştırarak, potensiyel profilindeki değişikliğin `Coulomb` potensiyeline bağlı olduğu görülmüştür. Potensiyeldeki bu değişiklik potensiyel şekli kuyu tipi olan süperörgülerde.enerjileri potensiyel bariyerinin üstünde olan ve aynı zamanda bu bölgede hapsedilebilen elektron hallerinin gözlenmesine sebep oldu. Potensiyel şekli testere tipi olan süperörgülerde iletken bandındaki kesinti sürekli olduğu için, bariyer bölgesinde hapsedilebilen haller burada görülmedi. Son olarak, potensiyel şekli testere tipi olan süperörgü için, süperörgünün birim hücresinin büyüklüğünü azaltarak, enerji seviyelerindeki değişiklikler incelendi. -v-Anahtar kelimeler: kendi içinde uyumlu alan - süperörgü - quantum kuyusu - mini band - band eğilmesi band enerjisi - dalga fonksiyonu - boyut etkisi. -vi-

ABSTRACT SELF-CONSISTENT FIELD CALCULATIONS FOR THE ELECTRONIC PROPERTIES OF SEMICONDUCTOR SUPERLATTICES USLU, Berrin M.S. in PHYSICS Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Şakir ERKOÇ January 1988, 108 pages In this work, we have carried out self -consistent field calculations of electron states of a GaAs/Ga, Al As 1-x x square well and sawtooth superlattices. By comparing the behavior of Coulomb and exchange potentials, we have obtained that the modifications in the potential profiles are due to the Coulomb potential. These modifications caused to the localized states to form in the barrier potential for square well superlattices, but these states were not observed in the. sawtooth superlattices due to continuity of grading. Finally, the size effect has been investigated in uniformly doped superlattice by varying supercell size. Results indicated that by reducing the size of the supercell, the energy levels shifted upward and the number of levels decreased below the barrier height and under Fermi level. -iii-Key Words: self consistent field - superlattice - quantum well - sub band - band bending - band energy - wave function - localization - size-effect. -iv-