نویسندگان
چکیده
در این مقاله سعی بر آن است که ضمن مطالعه نقش نیتروژن در فرآیندهای اپتیکی نیمه رسانای InGaNAs, روشهای بهبود بازده اپتیکی نانوساختارهای این نیمرسانا را به منظور به کارگیری آن در ساختمان دیودهای لیزری ناحیه IR تشریح کنیم و نشان دهیم که چگونه با وارد کردن نیتروژن به ساختار InGaNAs طول موج گسیلی آن به ناحیه مطلوب منتقل می شود و چگونه ضمن رسیدن به طول موج مناسب می توان بهره اپتیکی را بهبود بخشید. تغییرات ایجاد شده در ساختار نواری به دلیل حضور نیتروژن با استفاده از مدل دافعه نوری قابل بررسی است و ایجاد این تغییرات در نتیجه دافعه بین تراز جایگزیده ناشی از نیتروژن و لبه نوار رسانش ماده میزبان (InGaNAs) است. بر اساس مدل فوق, در نتیجه حضور نیتروژن گاف نواری نیمرسانا کاهش می یابد و بدین ترتیب طول موج نور گسیلی از نمونه به منظور دستیابی به طول موجهای ناحیه مادون قرمز نیز قابل کنترل است. همچنین حضور نیتروژن از یک طرف باعث ایجاد افت و خیزهای پتانسیل در ساختار نواری نیمرسانا می گردد که به عنوان مراکز تله عمل نموده و باعث جایگزیدگی اکسیتونها می شوند که در نتیجه آن احتمال بازترکیب اکسیتونی افزایش یافته و راندمان نوری بهبود می یابد, ولی از طرف دیگر حضور نیتروژن موجب ناهمواریهایی به ویژه در سطح مشترک چاه و سد در ساختارهای کوانتومی می شود که این ناهمواریها به عنوان مراکز بازترکیب غیرنوری عمل می کنند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Investigation of the role of N on the optical efficiency of InGaNAs nanostructures for usage on the optoelectronic industry and optical telecommunication
نویسندگان [English]
- Hamid Haratizadeh
- Maryam Gholami
چکیده [English]
Recently, the quaternary InGaAsN alloy system has attracted a great deal of attention due to its potential application in devices such as next generation multi-junction solar cells and optoelectronic devices for example laser diodes for optical communications in IR region. In this paper, we have investigated the role of nitrogen on the improvement of optical efficiency in InGaNAs nanostructures by photoluminescence spectroscopy. These characterizations are because of variation of InGaNAs band structure due to existence of nitrogen, and could be explained by using band anticrossing model which is a result of interaction between the extended conduction band of the InGaAs matrix (EM) and the nitrogen-related localized level (EN). The band-gap of InGaNAs is very sensitive to the nitrogen content, so it has decreased by increasing of nitrogen content. Therefore accessibility to emission light wavelength at IR region is controllable. Moreover, nitrogen has created the potential fluctuations in the InGaNAs so it is the cause of trap centers that leads to localized excitons. Thus the probability of exciton recombination has increased and improved optical efficiency of these structures. But in other cases, nitrogen has made fluctuations especially in the common surface of the well and barrier in InGaNAs quantum structures so they increase non-radiative recombination.
کلیدواژه‌ها [English]
- InGaNAs nanostructure
- dilute nitride semiconductor
- band anticrossing model
- photoluminescence
- optical telecommunication
- IR Laser diode
)