Asimetrik Çift Delta Katkılı GaAs Yapılarında Altbantlar Arası İkinci Derece Doğrusal Olmayan Geçişler

Bu çalışmada, homojen bir katkılama dağılım modeli için asimetrik çift delta katkılı kuyularda ikinci mertebeden harmonik üretim katsayısı araştırılmıştır. Asimetrik çift delta katkılı kuyulara sahip GaAs yapısının potansiyel profili, alt bant enerji seviyeleri, dalga fonksiyonları ve yük yoğunlukları gibi elektronik özellikleri, Schrödinger ve Poisson denklemlerinin kendi içinde tutarlı hesaplamalarıyla belirlenmiştir. Bu çalışmada kullanılan parametrelere göre, katkı konsantrasyonu için alt bantlar arası gevşeme süresi olan yapıdaki ikinci mertebeden harmonik üretim katsayısının pik değerinin, katkı konsantrasyonu 5 olan yapıdaki süresiyle aynı olduğu görülmektedir. Ayrıca, 1 nm verici dağılımının kalınlığı için, olan bu harmonik üretim katsayısının pik değeri, verici dağılım kalınlığı 8 nm için yaklaşık ile aynı davranışa sahiptir. Alt bantlar arasındaki ikinci derecedeki doğrusal olmayan geçişlerin yapısal parametrelerine bağımlılığı, foto-dedektörlerin ve optik modülatörlerin potansiyel değişimleri için oldukça önemlidir. Kuantum foto-elektronik cihazların gelecekteki araştırmalarında bu yapıların önemli bir yeri olacaktır.

Intersub-band Second Order Nonlinear Transitions in Asymmetric Double Delta-Doped GaAs Structures

In this study, second order harmonic generation (SHG) coefficient in asymmetric double delta doped wells (ADQW) wereinvestigated for a uniform doping distribution model. The electronic propertiesof GaAs structure with ADQW, such as the potential profile, sub-band energylevels, wave functions and charge densities are calculatedby self-consistent the Schrödinger and Poisson equations. According to the parameters used in this study, I have seen that for the doping concentration, SHG peak size in ADQW structure with theintersubband relaxation time gives the same peak magnitude value with for thedoping concentration 5. Also, for the thickness of the donordistribution the peaksize value of SHG with hasapproximately the same behavior with for thedonor distribution thickness . The dependence onthe structural parameters of the nonlinear transitions in the second orderbetween the sub-bands is more important for the potential variations of thephotodetectors and optical modulators. Thesestructures will have an important place in the future research of quantumphoto-electronic devices.

PDF

___

Degani M.H., Electron energy levels in a delta-doped layer in GaAs, Phys. Rev. B 44 (1991) 5580-5584
Ozturk E., Optical intersubband transitions in double Si _-doped GaAs under an applied magnetic field, Superlatt. Microstruct. 46 (2009) 752-759
Gaggero-Sager L.M., Naumis G.G., Munoz-Hernandez M.A., Montiel-Palma V., Self- consistent calculation of transport properties in Si δ-doped GaAs quantum wells as a function of the temperature, Physica B 405 (2010) 4267-4270
Schubert E.F., Fischer A., Ploog K., The delta-doped field-effect transistor, IEEE Trans. Electron Devices 33 (1986) 625-632
[Zheng X., Carns T.K., Wang K.L., Wu B., Electron mobility enhancement from coupled wells in delta‐doped GaAs, Appl. Phys. Lett. 62 (1993) 504-506
Hai G.Q., Studart N., Peeters F.M., Electron mobility in two coupled delta layers, Phys. Rev. B 52 (1995) 11273-11276
Chen L.Y., Cheng S.Y., Chen T.P., Chu K.Y., Tsai T.H., Liu Y.C., Liao X.D., Liu W.C., On an InGaP/InGaAs double channel pseudomorphic high electron mobility transistor with graded triple δ-doped sheets, IEEE Trans. Electron Devices, 55 (2008) 3310-3318
Karabulut I., Baskoutas S., Linear and nonlinear optical absorption coefficients and refractive index changes in spherical quantum dots: Effects of impurities, electric field, size, and optical intensity, J. Appl. Phys. 103 (2008) 073512-073516
Ozturk E., Ozdemir Y., Linear and nonlinear intersubband optical absorption coefficient and refractive index change in n-type d-doped GaAs structure, Opt. Commun. 294 (2013) 361-367
Restrepo R.L., Morales A.L., Martinez-Orozco J.C., Baghramyan H.M., Barseghyan M.G., Mora-Ramos M.E., Duque C.A., Impurity-related nonlinear optical properties in delta-doped quantum rings: Electric field effects, Physica B 453 (2014) 140-145
Oubram O., Rodriguez-Vargas I., Martinez-Orozco J. C., Refractive index changes in n-type delta-doped GaAs under hydrostatic pressure, Revista Mexicana de Fisica 60 (2014) 161-167.
Kasapoglu E., Yesilgul U., Ungan F., Sokmen I., Sari H., The effect of the intense laser field on the electronic states and optical properties of n-type double δ-doped GaAs quantum wells, Optical Materials 64 (2017) 82-87
Ozturk E., Nonlinear transitions in single, double, and triple δ-doped GaAs structures, Romanian Journal of Physics 62 (2017) 603-612
Tsang L., Chuang S.L., Lee S.M., Second-order nonlinear optical susceptibility of a quantum well with an applied electric field, Phys. Rev. B 41 (1990) 5942-5951
Karabulut I., Atav U. , Safak H., Tomak M., Second harmonic generation in an asymmetric rectangular quantum well under hydrostatic pressure, Physica B 393 (2007) 133-138
Martinez-Orozco J. C., Mora-Ramos M. E., Duque C. A., Nonlinear optical rectification and second and third harmonic generation in GaAs δ-FETsystems under hydrostatic pressure, J. Lumin., 132 (2012) 449-456
Martinez-Orozco J. C., Rojas-Briseno J. G., Rodriguez-Magdaleno K. A., Rodriguez-Vargas I., Mora-Ramos M. E., Restrepo R. L., Ungan F., Kasapoglu E., Duque C. A., Effect of the magnetic field on the nonlinear optical rectification and second and third harmonic generation in double δ-doped GaAs quantum wells, Physica B 525 (2017) 30-35
Ozturk E., Sokmen I., Intersubband transitions for single, double and triple Si δ-doped GaAs layers, Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) 2457-2464
Tsang L., Ahn D., Chuang S.L., Electric field control of optical second harmonic generation in a quantum well, Appl. Phys. Lett. 52 (1988) 697-699