Yüksek frekanslı lazer alan altında sonsuz kuantum kuyusunun elektronik özellikleri

Abstract

Bu tez çalışmasında, yüksek frekanslı lazer alan altında, sonsuz iki potansiyel duvar arasındaki bölgede oluşturulan, çeşitli potansiyel profillerine sahip sonsuz kuantum kuyularında hapsolmuş bir elektronun davranışı ve yapının elektronik özellikleri araştırılmıştır. Bölüm 1'de literatür çalışması yapılmış ve benzer makaleler özetlenmiştir. Bölüm 2'de düşük boyutlu yapıların tanımı, sınıflandırılması, malzemenin genel özellikleri, kuantum kuyularının fiziksel olarak nasıl oluşturulduğu anlatılmıştır ve yapıyı oluşturan yarıiletkenlerin elektroniksel özellikleri incelenmiştir. Bölüm 3'te iki boyutlu kuantum kuyularının sayısal çözümlemesini doğrulamak için önce farklı bariyer yüksekliğine sahip iki farklı kuantum kuyusu teorik olarak çözümlenip daha sonra nümerik çözümler yapılıp ortaya çıkan sonuçlar birbirleriyle kıyaslanmıştır ve hata payları bulunmuştur. Bölüm 4'te dışarıdan uygulanan elektrik ve lazer alanlarının Schrödinger Denklemine getirdiği ek potansiyel katkılar açıklanmıştır. Farklı potansiyel profillerine sahip sonsuz kuantum kuyularında bulunan bir elektronun, bu dış alanlardan nasıl etkilendiği araştırılmıştır. Bölüm 5' de farklı profillerdeki sonsuz kuantum kuyusu içinde yer alan elektronun, farklı dış etkiler altında farklı seviyedeki enerjileri, dalga fonksiyonlarındaki ve yabancı atoma bağlanma enerjisindeki değişimleri gözlemlenmiştir, grafik çıktıları elde edilmiştir ve yorumlanmıştır. Sonuçlarımız literatüre uygundur. Hesaplamalarda analitik çözümün yanı sıra sistemi nümerik olarak çözmeye yarayan sonlu farklar yöntemi (FDM) kullanılmıştır.

In this thesis, the behavior of an electron trapped in infinite quantum wells (IQW) with various potential profiles, created in the region between two infinite potential walls under a high frequency laser field, and the electronic properties of the structure were investigated.In Part 1, a literature study was conducted and similar articles were summarized. In Part 2, the definition, classification of the low-dimensional structures, the general properties of the material, how QW are physically created are explained, and the electronic properties of the semiconductors that make up the structure are examined. In Part 3, two different QW with different barrier heights are theoretically analyzed, and then the numerical solutions are made, and the results are compared, and our margins of error are found to verify the numerical analysis of double-dimensional QW. In Part 4, additional potential contributions to the Schrödinger equation of the electric and laser fields applied from the outside are explained. It was investigated how an electron in IQW with different potential profiles is affected by these external fields. In Part 5, the changes of the electron in the IQW in different profiles, under different external effects, in the different state energy, wave functions and the energy of binding to the impurity atom, graphic printouts are obtained and interpreted. Our results are in accordance with the literature. In addition to the analytical solution, the FDM used to solve the system numerically was used in the calculations.