A3B3C6-2 tabakalı yarıiletken bileşimlerinde optik geçirgenlik ve soğrulma etkileri

Abstract

/WITT g « ** I -A vr) s S g j 'Si..*>...««V '.'.? c` A3B3C* formüllü, tabakalı yarıiletken TllnS2, TIGaSe2 veNQ kristallerinde optik soğrulma spektrumlannın ölçümü ve karakterizasyonu aracılığı İle bu kristallerin enerji bant yapısı araştırılmış ve optoelektronikte uygulanma alanları belirlenmeye çalışılmıştır. TlInS2, TlGaSe2 ve TlGaS2 kristallerinin yasak enerji bant aralığı 2 eV değerinden yüksek olduğundan, bu enerji değeri görülebilir bölgedeki optik ışınların foton değerlerine uygun gelmektedir. Soğrulma spektrumlannın ölçümleri bu açıdan önemlidir. Bu çalışmada kristallerin soğrulma verileri hem üç boyutlu hem de iki boyutlu modele göre incelenmiştir. Üç boyutlu modele göre yapılan fittinglerden (veriye uydurma) kristallerin izinli mi yoksa izinsiz mi geçişe sahip olduğu tam olarak anlaşılamamaktadır. Bu yüzden iki boyutlu modelden de yararlanılmış ve geçiş türü buna göre belirlenmiştir. Kristallerden elde ettiğimiz verileri kullanarak yaptığımız fittingler sonucunda TlInS2, TlGaSe2 ve TlGaS2 kristallerinin dolaylı bant aralığına sahip olduğunu ve bu kristallerin en çok dolaylı izinsiz geçişler için bulduğumuz verilere göre yaptığımız fittinglere uygun olduğu bulunmuştur. Oda sıcaklığında elde edilen verilerin değerlendirilmesi sonucu üç boyutlu modele ve iki boyutlu modele göre dolaylı yasaklı bant aralıklarının değerleri kristaller için sırasıyla şöyledir: TlInS2 (Eg =2, 2702 eV, Eg = 2,2836eV), TlGaSe2 (Eg=l,8758eV, Eg =l,9128eV), TlGaS2 (Eg = 2,396eV, Eg = 2,425eV). Bu geçişlerde yardımcı olan fononlann enerjileri de TUnS2 için tua0 =0,023 eV, faûe =0,02615eV, TlGaSe2 için ha0 =0,0531eV, hm0 =0,05565eV, TlGaS2 için &»` =0,029eV, ha0 =0,034eV olarak bulunmuştur.

4? JV,^/ SUMMARY $$0^ *$X In this thesis, band structures of A3B3C2 layered semiconductor^ öf f llttS^- ; / 'v-, *?' '.;?..'. 'V--'`.:?** ' '.*'*-.,, `...<*``' TlGaSeî and TlGaS2 crystals are studied by measurement and characterizauönoT optical absorption spectrums of them. Since these crystals have forbidden band gaps above 2 eV, these energy values correspond to photon energies of the optical rays in the visible range. For this reason, measurements of the absorption spectrums are very important. In this study, the absorption data is investigated according to both three dimensional and two dimensional models. It is hard to say that crystals have whether allowed or forbidden transitions according to only three dimensional model. Therefore two dimensional model was also used and transition types were determined according to this model. By the results of the fittings made by using of the data obtained from the crystals, it was found that these crystals have indirect band gap and the fittings that we made according to indirect forbidden transitions are the most likely for them. By determination of the data obtained at room temperature, indirect forbidden band gap values according three dimensional and two dimensional are found respectively: TlInS2 (E^ = 2,2702eV, E, = 2,2836eV), TlGaSe2 (EJ, =l,8758eV, E^ = l,9128eV), TlGaS2 (E, =2,396eV, E, = 2, 425 eV ). Energy values of the phonons that contribute to these transitions are found ha0 - 0, 023 eV, /fco0 = 0,0261 5 eV for TlInS2, hca0 =0,053 leV, /i(D0 =0,05565 e V for TlGaSe2, faa0 =0,029eV, /to0 =0,034eV forT!GaS2.