بررسی نقش نیتروژن در بازده اپتیکی نانو ساختار InGaNAs به منظور به کارگیری آن در صنعت اپتوالکترونیک و مخابرات نوری

Abstract

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.