InGaN tabanlı ışık yayan diyotarın optik özellikleri

Abstract

Bu tez çalışmasında, Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) yöntemiyle (0001) doğrultusunda safir alttaş üzerine büyütülen InGaN tabanlı çoklu kuantum kuyulu ışık yayan diyot (LED) yapısına sahip dört adet farklı örneğin optik özellikleri incelendi. Bu örneklerin lüminesans özellikleri, Balıkesir Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezinde bulunan, 7.89-263.2 W/cm2 aralığında uyarım şiddeti yoğunluğuna ayarlanabilen ve 349 nm dalgaboyunda çalışan lazer ile sıcaklığa ve uyarma şiddetine bağlı fotolüminesans (PL) yöntemi ile incelendi. Sıcaklığa ve uyarma şiddetine bağlı PL pik enerjisi, pik şiddeti ve tam genişlik yarı maksimumlar (FWHM'lar) analiz edildi. Sıcaklığa bağlı PL ölçümlerinden InxGa1-xN/ InyGa1-yN çoklu kuantum kuyusuna ait ana geçişin pik enerjisinin Varshni denklemi ile uyumlu olduğu görüldü. InxGa1-xN/ InyGa1-yN kuantum kuyularından kaynaklanan PL yoğunluğunun sıcaklık bağımlılığını karakterize etmek için çift aktivasyon enerjili ampirik denklem kullanılarak incelendi. Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezinde (NANOTAM) bulunan Yüksek Çözünürlüklü X-ışını Difraksiyonu (HRXRD) yöntemi ile kristal kaliteleri incelendi. XRD'den elde edilen sonuçlar ile dislokasyon yoğunluğu kenar ve vida tipi olarak hesaplandı.

In this work, optical properties of different design four samples of InGaN based multi quantum well LED structures grown on sapphire by Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) were investigated. The luminescence properties of these samples were determined by the tempureture and excitation intensity dependence of Photoluminescence (PL) method that excitation densities between 7.89-263.2 W/cm2pulse laser at 349 nm at Balıkesir University Science and Technology Application and Research Center. The tempureture and excitation intensity dependence of PL peak energy, peak intensity and full width at half maximum (FWHM) were analysed. From the temperature-dependent PL measurements, it was observed that the peak energy of the InxGa1-xN/ InyGa1-yN multi-quantum well was compatible with the Varshni equation. In order to characterize the temperature dependence of the PL intensity originating from InxGa1-xN/ InyGa1-yN multı quantum well the empirical equation with dual activation energy was used. The quality of samples was determined by High Resolution X-ray Diffraction (HRXRD) at Bilkent University. Edge and screw type of dislocation density were calculated from XRD results.