بررسی تاثیر لایه پوش بر روی کارکرد لیزرهای نیمه رسانای نانو ساختاری نیتریدی

قطعات اپتوالکترونیکی گالیوم نیترید می تواند در محدوده طیف وسیعی از مادون قرمز تا ماوراء بنفش نور گسیل کند، نیمه رساناهای نیتریدی گروه iii و آلیاژهای آن که به علت داشتن نوار انرژی بزرگ دارای پایداری حرارتی بالا هستند و درگسیل های نوری، گذار مستقیم دارند. بنابراین دارای پتانسیل لازم برای استفاده در قطعات توان بالا و بهره بالا می باشند. لذا برررسی بهره نوری و بهینه سازی آن میتواند کارکرد لیزرهای نیمه رسانای نانوساختاری را بهبود بخشد. در این پایان نامه، یک دیود لیزری نیتریدی با ساختار نامتجانس برای بررسی در نظر گرفته شده است. به طوری که در گذار از تراز پایه الکترون به تراز پایه حفره نور لیزر گسیل می کند.ناحیه فعال این دیود شامل سد کوانتومی و چاه کوانتومی می باشد. با استفاده از روش های عددی تفاضل محدود و روش رانگ کوتای مرتبه چهار، برای معادلات شرودینگر و آهنگ لیزر، پارامتر های لازم از قبیل تراز های انرژی و تراز های شبه فرمی و توابع موج بدست آورده شده اند. با تغییر عرض و ارتفاع چاه کوانتومی و سد کوانتومی، تغییرات قابل ملاحظه ای در بهره نوری مشاهده شده است. نتایج نشان میدهد با افزایش پهنای سد و چاه کوانتومی، بهره نوری افزایش می یابد. سپس به بررسی بهره و تغییرات آن در چاه کوانتومی دوگانه نامتقارن پرداخته شده است. در نهایت با نشاندن لایه پوش از جنس بر روی ساختار مورد مطالعه و حل همزمان معادلات پواسون و شرودینگر به روش الگوریتم خودسازگار، تغییرات بهره بر حسب ضخامت های مختلف لایه پوش با ولتاژ گیت مختلف بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ضخامت لایه پوش، بهره نوری کاهش می یابد. و افزایش ولتاژ منجر به افزایش بهره نوری شده است.