Yarıiletken kuantum çukurunda elementer modlarda temel parametreler ve bazı normalize frekanslarda enerji özdeğer noktaları

Yarıiletken planar çift farklı yapılı lazerler (YPÇFYLr)'in yapılarının elektronik ve optik özellikleri, YPÇFYLr için kullanılan malzemelerin elektronik yapılarında iletim bandındaki elektronlar ve valans bandındaki deliklerin enerji öz değerleri (EÖDr) 'i anlamında elektrik alanının bazı parametreleri cinsinden elde edilmiştir. Elektron ve delik gibi yüklü parçacıkların EÖDr 'inin $\zeta$, ve $\eta$ normalize (boyutsuz) koordinat parametreleri, asimetrik yarıiletken planar çift farklı yapılı lazerlerin (AYPÇFYLr) 'in ve simetrik yarıiletken planar çift farklı yapılı lazerlerin (SYPÇFYLr)'in bazı kaçınılamaz tasarım düşünceleri açısından önemli parametreleri arasındadır. Taşıyıcıların EÖDr 'i, normalize frekans (NF) V ve normalize propagasyon sabiti (NPS) a gibi elektrik alan parametreleri cinsinden incelenmiştir. NPS a, SYPÇFYLr için kullanılan malzemelerin bir çok yapısal özelliklerini içeren önemli bir parametredir. Bu sabit, daima pozitiftir, 0 ile l arasındadır, kullanılan yarıiletken malzemenin bazı parametrelerinin ve aktif bölge (AB) ile gömlek bölgeleri (GBr) içindeki elektrik alanı propagasyonuna ait propagasyon sabitlerinin bir fonksiyonudur. Ayrıca NPS a, doğrudan doğruya, AB 'deki taşıyıcılara ait bağlı enerjilerin ve/veya toprak enerjisinin de bir fonksiyonu olmaktadır. NPS a ve NF V ve SYPÇFYLr'e ait aktif bölgeler (ABr) içindeki yüklü parçacıkların EÖDr'inin $\zeta$, ve $\eta$ normalize koordinat parametreleri bazı tasarım düşünceleri açısından elde edilebilir. $\zeta$, ve $\eta$ düzleminde EÖDr'nin noktaları NF V tarafından da belirlenir. Normalize frekansın l değerinde (V=l) bir elektron veya deliğe ait en düşük optik modlu çift elektrik alanı (ÇEA) cos$\zeta$ için $\zeta- \eta$ düzleminde normalize C, ekseni üzerinde 0 ve $\pi/2$ aralığında sadece bir tane EÖD çözümü vardır. En düşük optik modlu tek elektrik alanı (TEA) sin$\zeta$ için normalize frekansın l değerinde (V=l) bir çözüm yok iken, normalize frekansın 2 değerinde (V=2) değerinde TEA sin$\zeta$ için yalnız bir çözüm bulunur.

Electronic and optical properties of the structures of semiconductor planar double- heterojuction lasers (SCPDHLs) are investigated in terms of some parameters of the electric field in the sense of energy eigenvalues (EEVs) of electrons in the conduction band or of holes in the valance band in the electronic structures of the materials used for the SCPDHLs. The normalized (dimensionless) coordinate parameters $\zeta$, and $\eta$ of the EEVs of charged particles such as electrons or holes are important parameters of the asymmetric semiconductor planar double-heterojuction lasers (ASCPDHLs) and of the symmetric semiconductor planar double-heterojuction lasers (SSCPDHLs) for some inevitable design considerations.The EEVs of carriers are studied in terms of electric field parameters such as normalized propagation constant (NPC) a and normalized frequency (NF) V. The NPC a includes a lot of structural properties of the material used for the SCPDHLs and is an important parameters. This constant is always positive and between 0 and 1. This is also a function of the some parameters of the semiconductor material used such as the effective masses of the carriers and the refractive index of the material used and the propagation constants of the electric fields for the active region (AR) and the cladding layers (CLs). Furthermore, the NPC a is directly a function of bounded and/or ground energy for carriers in the AR. The parameters NPC a and the NF V and the normalized coordinate parameters $\zeta$ and $\eta$ of the EEVs of charged particles in the active regions (ARs) of the SCPDHLs are obtained for some inevitable design considerations. The energy eigenvalue (EEV) points of the carriers in the normalized coordinate system $\zeta$- $\eta$(in the plane $\zeta- \eta$) can also be determined by the NF V. For V-l there is only one EEV solution point for the lowest-mode optical even electric field (EEF) cos$\zeta$ of an electron or a hole, but there is not EEV solution point for the lowest-mode optical odd electric field (OEF) sin$\zeta$ of the carriers between 0 and $\pi/2$ on the dimensionless axis $\zeta$ in the plane $\zeta- \eta$. For the OEF function there is only one solution point for V=2.

PDF

___

[1] Temiz, M., "The Effects of the Some Parameters of the Propagation Constant for Heterojunction Constructions on the Optical Modes", Laser Phys., Vol.11, No.3, 297-305, 2001.

[2] Temiz, M., "Impacts on the Confinement Factor of the Propagation Constants of Optical Fields in the Some Semiconductor Devices", Laser Phys., Vol. 12, No.7,989-1006, 2002.

[3] Temiz. M., "Yarıiletkenler", Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Ders Kitapları Yayın No.006, Denizli.

[4] Schiff, L. I., "Quantum Mechanics", McGraw-hill Book Comp., Tokyo, 1982.

[5] Chow, W.W., Koch, S.W., "Semiconductor Laser Fundamentals", Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1999.

[6] Syms, R., Cozen, J., "Optical Guided Waves and Devices", McGraw-Hill Book Comp.,England, 121,1992.

[7] Gasiorowicz, S., "Quantum Physics", John Wiley and Sons., New York, 79-80, 1974.

[8] Millman, Halkias, "Electronics Devices and Circuits", McGraw-Hill Book Comp, 65,1967.

[9] Kroemer, H., "Quantum Mechanics", Prentice Hall, New Jersey, 1994.

[10] Ruck, J.A., "Fundamentals of Optical Fibers",John Wiley and Sons, Inc., New York, 1994.

[1] Iga, K., "Fundamentals of Laser Optics", New York, 1994.

[12] Selvarajan, A., Srinivas, T., "Optical Amplification and Photoresistivity in Solgel Based Waveguides", Journal of Quantum Electronics, Vol.37, No.9, 1120,.2001

[13]Paiano, G., Pellicoro, M., "Propagation Constant of Weakly Guiding Optical Fibers: A new Aigenvalue Condition", Journal of Lightwave Technology, Vol.19, No. 10, 1992,2001

[14] V.A. Popescu "Improving the accuracy of normalized propagation constant for waveguides by using higher-order variational method", Optics Communications, Vol.234,177-181,2004.

[15]Iga, K., "Fundamentals of Laser Optics", New York, 110,1994.

[16]Bhattacharya, P., "Semiconductor Optoelectronic Devices", New Jersey,Appendix 10, 572,1998.

[17]Iga, K., "Fundamentals of Laser Optics", New York, 111-112,1994.

[18] Temiz, M., Karakılınç, Ö.Ö., "A Novel Procedure and Parameters for Design of Symmetric Quantum Wells in Terms of Normalised Propagation Constant as a Model a in the Single Mode" , Hava Harp Okulu, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü, Cilt 1, Sayı 2, Sayfa 73-81, 2003.