Modelling of novel bismide alloys for optoelectronic devices
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Bu tez çalışmasının amacı, InAsBi/InAs, InPBi/InP, InSbBi/InSb ve GaAsBiN/GaAs III-V malzemelerinin elektronik bant yapılarını model hesaplamaları kullanarak incelemektir. Bizmut ve nitrojen atomları bir III-V ikili yarı iletkenine eklendiğinde, katkı atomları bizmut ve nitrojen atomları iletkenlik bandı ve değerlik bandına yakın yerlerde bulunan enerji seviyelerini işgal eder. Bu lokalize katkı atomları iletkenlik bandı ve değerlik bandı ile etkileşime girer. Bu etkileşim sonucu değerlik bandı ve iletkenlik bandı pozitif ve negatif enerji seviyelerine ayrılır, değerlik bandı hafif boşluk, ağır boşluk, spin-off ve iletkenlik bandı ise alt bantlarına ayrılır. Seyreltik bismutların ve nitritlerin ikili ev sahibi maddelere eklenmesi sonucu, bizmut ve nitrojen konsantrasyonunun artması, bant boşluğu enerjisinde bir azalmaya neden olur. Ayrıca bizmut konsantrasyonunun artmasıyla birlikte spin yörünge etkileşim enerjisinde bir artış olur. Bant yapısındaki bu büyük değişiklikler, Auger rekombinasyonu ve Intervalence bant absorpsiyonu gibi optik kayıp mekanizmalarını ortadan kaldırmaya veya bastırmaya eğilimlidir. Teorik analizimiz, değerlik ve iletkenlik bantlarının yeniden yapılanmasını modellemek için seyreltik nitritlerin katılmasından dolayı iletkenlik anti bant geçiş modeli, C-BAC ve seyreltik bismutların katılmasından dolayı da değerlik anti bant geçiş modeli, V-BAC kullanılmıştır. The purpose of this thesis work is to investigate the electronic band structures of InAsBi/InAs, InPBi/InP, InSbBi/InSb and GaAsBiN/GaAs III-V materials by means of using model calculations. When bismuth and nitrogen atoms are incorporated into a III-V binary host semiconductor, bismuth and nitrogen impurity atoms occupy at localized energy levels which lies inside or close to the valence and conduction band, respectively. These localized impurity states interact with the extended valence and conduction band states of host alloy. This interaction causes a splitting in each of these band states of the light hole, heavy-hole, split-off band and conduction subbands into subbands of E+ and E- energy levels. The incorporation of dilute bismides and nitrides into host materials cause a reduction in band gap with increasing bismuth and nitrogen concentration, an increase in spin-orbit splitting energy with increasing bismuth concentration. These major modifications in band structure tends to eliminate or suppress optical loss mechanism, such as Auger recombination and Intervalence band absorption. Our theoretical analysis is based on the conduction band anti-crossing, C-BAC, model for incorporation of dilute nitrides and the valence band anti-crossing, VBAC, model for incorporation of dilute bismides to model the restructuring of valence and conduction bands.
Collections