InxGa1-xAs/InyAl1-yAs tabanlı kuantum çağlayan lazer yapılarının büyütülmesi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada Metal Organik Kimyasal Buhar Depolama (MOCVD) tekniği kullanılarak InxGa1-xAs/InyAl1-yAs tabanlı kuantum çağlayan lazer yapıları epitaksiyel olarak büyütmüş ve detaylı karakterizasyonları yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda InP alttaşa örgü uyumlu ve örgü uyumsuz-gerilme dengeli olarak tek tabaka InxGa1-xAs ve InyAl1-yAs üçlü alaşımları optimize edilerek büyütülmüştür. Optimizasyon aşamasında sıcaklık, V/III oranı, büyüme oranı vb. birçok büyütme parametresi göz önüne alınmıştır. Daha sonra, tüm tek tabakalar n-tipi katkılanarak maksimum mobilite elde edilecek şekilde büyütülmüştür. Tek tabaka büyütme ve optimizasyonundan sonra tabakaların süperörgü yapıları içindeki kalınlık ve büyüme oranı yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı (HRXRD) ölçümleri ile geliştirilen teknik yardımıyla çok hassas bir biçimde belirlenmiştir. Ayrıca kuantum çağlayan lazer yapısının aktif bölgesi büyütülürken tabakalar arası geçişte bekleme süresinin etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sonuç olarak örgü uyumsuz ve gerilme dengeli yapılar ile kısa (?4µm) kızılötesi bölgede, örgü uyumlu yapılar ile de orta kızılötesi (?10µm) bölgede ışınım yapacak kuantum çağlayan lazer yapıları MOCVD tekniği ile başarılı bir şekilde büyütülmüştür.

In this study, InxGa1-xAs/InyAl1-yAs based quantum cascade laser structures were grown epitaxially by means of Metal Organic Chemical Vapor Deposition technique and they were characterized in detail. Single layer ternary alloys of InxGa1-xAs and InyAl1-yAs were grown with optimized parameters as lattice matched and lattice mismatched. During the optimization, growth parameters such as temperature, V/III ratio, growth rate etc were considered. Then all single layers were doped as an n-type to have maximum mobility. After the growth and optimization of single layers, thickness and growth rate of the layers in the structure were determined very precisely by the technique which was developed by means of high resolution X-ray diffraction measurements with growing superlattices. Additionally, interruption time effects were investigated during the growth of active region of quantum cascade lasers As a conclusion, shortwave (?4µm) infrared region quantum cascade lasers were grown by lattice mismatch and strain balanced layers, midwave (?10µm) infrared region quantum cascade lasers were grown by lattice matched layers by means of MOCVD technique successfully.