Parabolik Kuantum Kuyusundaki Hidrojenik Düzeyler Üzerine Manyetik Alan Etkisi

Benzer belgeler
ÇİFT PARABOLİK KUŞATMA ALTINDA KUANTUM SİSTEMİ ELEKTRONİK ENERJİ DÜZEYLERİ

LAZER ALANLARI ALTINDA KUANTUM KUYUSU ĐÇĐNDEKĐ YABANCI ATOMUN ĐNCELENMESĐ

Ga 1-xR. As/GaAs/Al xr

KUANTUM KUYULARINDA BAĞLANMA ENERJĠSĠ VE POLARĠZEBĠLĠTE YÜKSEK LĠSANS TEZĠ FĠZĠK ANABĠLĠM DALI. GĠZEM ġen. Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr.

Potansiyel Engeli: Tünelleme

SONSUZ VE YARI SONLU KUANTUM KUYULARINDA BAĞLANMA ENERJĠSĠ VE SELF POLARĠZASYON YÜKSEK LĠSANS TEZĠ FĠZĠK ANABĠLĠM DALI FAĠK GÜNDOĞDU

Kane Tipi Kuantum Halkalarında Elektronların Etkin g-çarpanı. Effective g-factor of Electrons in the Kane Type Quantum Rings

Özet: Açısal momentumun türetimi. Açısal momentum değiştirme bağıntıları. Artırıcı ve Eksiltici İşlemciler Kuantum Fiziği Ders XXI

2+1 Boyutlu Eğri Hiperyüzeyde Dirac Denklemi

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

Kuantum Mekaniğinin Varsayımları

1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ

ENİNE DEMET DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Abbas Kenan Çiftçi. Ankara Üniversitesi

8.04 Kuantum Fiziği Ders X. Schrödinger denk. bir V(x) potansiyeli içinde bir boyutta bir parçacığın hareketini inceler.

FİZİK 4. Ders 10: Bir Boyutlu Schrödinger Denklemi

MANYETİK ALAN ALTINDAKİ İKİ BOYUTLU ELEKTRON GAZININ KİMYASAL POTANSİYELİ, ISI SIĞASI VE MANYETİZASYONU

3. V, R 3 ün açık bir altkümesi olmak üzere, c R. p noktasında yüzeye dik olduğunu gösteriniz.(10

olduğundan A ve B sabitleri sınır koşullarından

Bahar Yarıyılı D_IFERANS_IYEL DENKLEMLER II ARA SINAV 6 Nisan 2011 Süre: 90 dakika CEVAP ANAHTARI. y = c n x n+r. (n + r) c n x n+r 1 +

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

Yüksek Lisans Tezi GaAs / AlAs Kuantum Tellerine Hidrostatik Basıncın Etkisi. Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Fizik Anabilim Dalı ÖZET

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

Theory Tajik (Tajikistan)

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

SİLİNDİRİK ELEKTROT SİSTEMLERİ

Delta Tipi Engel Potansiyeli Olan Kane Tipi Yarıiletkenlerde Elektronların Etkin g-çarpanı

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

ψ( x)e ikx dx, φ( k)e ikx dx ψ( x) = 1 2π θ açısında, dθ ince halka genişliğinin katı açısı: A. Fiziksel sabitler ve dönüşüm çarpanları

8.04 Kuantum Fiziği DersXIX

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

BÖLÜM 16 KUANTUM : AYRILABİLEN SİSTEMLER

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BÖLÜM 25 HELYUM ATOMU

YRD.DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL ELEKTRIK & ELEKTRO NIK Y Ü K. M Ü H.

1. Hafta Uygulama Soruları

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

MASSACHUSETTS TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ Fizik Bölümü Fizik 8.04 Bahar 2006 SINAV 2 Salı, Mart 14, :00-12:30

Tartışmalar ve sonuçlar kısmında GaN/Al x Ga 1-x N kuantum kuyularının elektrik, manyetik, lazer alanların ve hidrostatik basıncın etkisinde enerji

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

A. Seçilmiş bağıntılar Zamana bağlı Schrödinger denklemi: Zamandan bağımsız Schrödinger denklemi: Hamilton işlemcisinin konum temsili

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

Safsızlık Düzeyleri Arasındaki Kızılötesi Geçişler Üzerine Elektrik Alan Etkisi

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Zamandan bağımsız pertürbasyon teorisi tartışmamızda bu noktaya kadar, sonuçlarımızın

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

LİSELERARASI ORTAK DENEME SINAVI

Kuantum Fiziği ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazarlar Doç. Dr. Mustafa ŞENYEL Yrd. Doç. Dr. A. Şenol AYBEK

Gamma Bozunumu

8.04 Kuantum Fiziği Ders XII

DENEY 2. IŞIK TAYFI VE PRİZMANIN ÇÖZÜNÜRLÜK GÜCÜ

FİZK Ders 5. Elektrik Alanları. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

1. Sınıf I. YARIYIL Dersin Kodu Dersin Adı Kredisi AKTS. 1. Sınıf II. Yarıyıl Dersin Kodu Dersin Adı Kredisi AKTS

A B = A. = P q c A( X(t))

Modern Fizik (Fiz 206)

A=18 Çekirdekleri için Nükleer Enerji Seviyelerinin Hesaplanması. Nuclear Energy Level Calculations for A = 18 Nuclei

MASSACHUSETTS TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ Fizik Bölümü Fizik 8.04 Bahar 2006 SINAV 1 Salı, Mart 14, :00-12:30

Statik Manyetik Alan

8.04 Kuantum Fiziği Ders XX

ATOMUN KUANTUM MODELİ

Elektromanyetik Dalga Teorisi Ders-3

Parçacıkların Standart Modeli ve BHÇ

Kaynaklar Shepley L. Ross, Differential Equations (3rd Edition), 1984.

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

Katkılı Tabakalar Arasındaki Uzaklığa Bağlı Olarak Çift

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

Harita Projeksiyonları


Kuantum Fiziği (PHYS 201) Ders Detayları

TÜREV VE UYGULAMALARI

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK VE TERMODİNAMİK. Parçacık Sistemlerinin İstatistik Tanımlanması II

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

Tek Boyutlu Potansiyeller: Potansiyel eşiği

Geçen Derste. ρ için sınır şartları serinin bir yerde sona ermesini gerektirir Kuantum Fiziği Ders XXIII

T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VIII ÇÖZÜMLER

BÖLÜM 24 PAULI SPİN MATRİSLERİ

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

Harita Projeksiyonları

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

TEMEL ELEKTROT SİSTEMLERİ Eş Merkezli Küresel Elektrot Sistemi

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

BÖLÜM 17 RİJİT ROTOR

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

Diverjans teoremi ise bir F vektörüne ait hacim ve yüzey İntegralleri arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve. biçiminde ifade edilir.

HİPPARCOS KATALOĞUNDAKİ ALGOL YILDIZLARININ KİNEMATİĞİ. T. Özdemir *, A. İskender * * İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

SUFEFD (2015), 41: İKİ ELEKTRONLU VE ÇOK TABAKALI KÜRESEL BİR KUANTUM NOKTASININ ELEKTRONİK ÖZELLİKLERİ

MIT Açık Ders Malzemeleri Fizikokimya II 2008 Bahar

Plazma İletiminin Optimal Kontrolü Üzerine

Bohr Atom Modeli. ( I eylemsizlik momen ) Her iki tarafı mv ye bölelim.

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Transkript:

Cumhuriyet Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (CFD), Cilt 37, No. 2 (2016) ISSN: 1300-1949 Cumhuriyet University Faculty of Science Science Journal (CSJ), Vol. 37, No. 2 (2016) ISSN: 1300-1949 http://dx.doi.org/10.17776/csj.37809 Parabolik Kuantum Kuyusundaki Hidrojenik Düzeyler Üzerine Manyetik Alan Etkisi Ünal. YEŞİLGÜL 1*, Cihat.ÇOBAN 2, Esin KASAPOĞLU 2 1 Teknoloji Fakültesi, Optik Mühendisliği Bölümü, Cumhuriyet Üniversitesi, 58140 Sivas, Türkiye 2 Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Cumhuriyet Üniversitesi, 58140 Sivas, Türkiye Received: 19.01.2016; Accepted: 05.03.2016 Özet. Bu çalışmada, tek parabolik kuantum kuyusunda 1s, 2s ve 2p± düzeylerindeki donor safsızlık atomunun bağlanma enerjisi, etkin kütle yaklaşımında varyasyonel olarak, kuyu genişliği ve dışarıdan uygulanan manyetik alanın bir fonksiyonu olarak hesaplamıştır. Ayrıca, GaAs/Ga1-xAlxAs tek parabolik kuantum kuyusunda hidrojenik düzeyler arasındaki kızılötesi geçişler üzerinde manyetik alanın etkisi incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parabolik kuantum kuyusu, Safsızlık bağlanma enerjisi, Manyetik alan Effect of Magnetic Field on Hydrogenic Energy Levels in Parabolic Quantum Well Abstract. In this study, the binding energy of the donor impurity at 1s, 2s and 2p± states in a parabolic quantum well is calculated variationally within the effective mass approximation as a function of the quantum well width and the external magnetic field. Furthermore, the effects of the magnetic field on the infrared transitions between the hydrogenic states in a parabolic quantum well under are investigated. Keywords: Parabolic Quantum Well, Impurity Atoms, Magnetic Fields 1. GİRİŞ Yarıiletkenlerin kristal yapılarının incelenmesi sayesinde yarıiletkenlerin optik ve elektronik özellikleri belirlenebilmektedir. Moleküler kimyasal buhar depolama (MOCVD), moleküler ışın epitaksi (MBE), buhar faz epitaksi (VPE), sıvı faz epitaksi (LPE) gibi epitaksiyel büyütme teknikleri yarıiletken fiziğine önemli etkiler yapmıştır. Bu epitaksiyel büyütme teknolojisindeki gelişmeler, parabolik, yarı-parabolik, V-şekilli kuşatma potansiyelleri gibi farklı şekillerde yarıiletken kuantum kuyuları üretme imkânı vermiştir. Bu sistemlerde, yapının optik ve elektronik özellikleri külçe yapılarına göre oldukça değişmektedir. Bu düşük boyutlu yarıiletken yapılar elektronik ve optoelektronik aygıtlardaki potansiyel uygulamaları ve benzersiz fiziksel özellikleri nedeni ile yoğun bir şekilde çalışılmaktadır[1-10]. Yarıiletken heteroyapıların elektronik ve optik özellikleri üzerinde donor safsızlık atomlarının (impuritilerin) etkisinin araştırılması yarıiletken fiziğinin önemli bir konusudur. Safsızlık atomlarının varlığı kuantum cihazlarının performansını belirgin şekilde değiştirir. Bu nedenle birçok bilim insanı bu konu üzerinde yoğun bir şekilde çalışmıştır[11-14]. Bununla birlikte; manyetik alan, elektrik alan ve yoğun lazer alanı gibi dışarıdan uygulanan dış etkilerin sistemin elektronik ve optik özellikleri üzerinde * Corresponding author. Email address: uyesilgul@cumhuriyet.edu.tr http://dergi.cumhuriyet.edu.tr/cumuscij/index 2016 Faculty of Science, Cumhuriyet University

Parabolik kuantum kuyusundaki hidrojenik düzeyler üzerine Manyetik alan etkisi önemli değişmelere yol açtığı gözlenmiştir. Manyetik alanın uygulanması safsızlık durumlarının simetrisini ve dalga fonksiyonunun doğasını değiştirdiği için bağlanma enerjisinde çok belirgin değişiklikler ortaya çıkarır. Bu nedenle farklı potansiyel geometrilerine sahip kuantum kuyularında kuşatılan hidrojenik donorlar üzerinde manyetik alan etkileri yoğun olarak araştırılmaktadır [15-20]. Bu çalışmada, büyütme doğrultusuna paralel olarak uygulanan manyetik alan altındaki Ga 1 x Al x As/GaAs parabolik kuantum kuyusundaki safsızlık atomlarının bağlanma enerjileri ve hidrojenik düzeyler arasındaki geçiş enerjileri etkin kütle yaklaşımı çerçevesinde varyasyonel yöntem kullanılarak incelendi. 2. TEORİ Üzerinde çalışılan sistem şemetik gösterimi Şekil 1 de verilen GaAs-tabanlı, z-doğrultusu boyunca büyütülen parabol biçimli tek kuantum kuyusundan oluşur. Etkin kütle yaklaşımı çerçevesinde, +zyönünde uygulanan manyetik alan altındaki elektron-safsızlık sisteminin Hamiltonian i Denklem 1 deki gibidir H = (p + ea c ) 2 2m e 2 + V(z) ε 0 (x x i ) 2 + (y y i ) 2 + (z z i ). [1] 2 Şekil 1. Parabolik kuantum kuyusunun şematik gösterimi. Burada p elektronun momentumunu, e elektronun yükünü, ε o ortamın dielektrik katsayısı, (x i, y i, z i ) safsızlık atomunun konumu ve (x, y, z) elektronun konumunu göstermektedir. 100

YEŞİLGÜL, ÇOBAN, KASAPOĞLU A = ( B 0y, B 0x 2 2, 0) biçiminde tanımlı vektör potansiyeli, V(z) kuşatma potansiyelidir ve potansiyelin fonksiyonel ifadesi aşağıdaki gibidir. V(z) = { 4V 0 z 2 L 2 ; z L 2 [2] V 0 ; z > L 2 p operatörünün ve A vektörünün potansiyel değerleri Denklem 1 de yazılırsa sistemin Hamiltonian H = ħ2 2m [ d2 dx 2 + d2 dy 2 + d2 dz 2] eħb 0L z 2m c + e2 B 2 0 (x 2 + y 2 ) 8m c 2 e 2 + V(z) [3] ε 0 (x x i ) 2 + (y y i ) 2 + (z z i ) 2 şeklinde elde edilir. Burada L z, açısal momentum operatörünün ħ = 1 birimdeki z-bileşenidir. x = ρ cosɸ y = ρ sinɸ z = z dönüşümü yapılarak kutupsal koordinatlardaki Hamiltonian ifadesi; H = ħ2 2m [ d2 dρ 2 + 1 d 2 ρ 2 dɸ 2 + 1 ρ d dρ + d2 dz 2] eb 0L z 2m c + e2 B 2 0 ρ 2 8m c 2 e 2 ε 0 ρ 2 + (z z i ) 2 + V(z) [4] olarak elde edilir. Burada ρ = (x x i ) 2 + (y y i ) 2, (x-y) düzlemindeki elektron-safsızlık arasındaki bağıl uzaklıktır. Hamiltonian deki tüm uzunluklar Bohr yarıçapı (a B = ε 0ħ 2 2) ve tüm enerji terimleri Rydberg (R = m e 4 2) cinsinden yazılarak Hamiltonian boyutsuz hale getirilir. Boyutsuz 2ε 0 2 ħ Hamiltonian; H = [ d2 dρ 2 + 1 d 2 ρ 2 dɸ 2 + 1 d ρ dρ ] Υ L z + 1 γ 2ρ 2 2 [5] 4 ρ 2 + (z z i) 2 m e biçiminde yazılır. Burada Υ = eħ2 B 0 ile verilir ve birinci Landau düzeyi olarak adlandırılır. Sistemin 2mcR Schrödinger denklemi; H ψ(z, ρ, α) = E ψ(z, ρ, α) [6] 101

Parabolik kuantum kuyusundaki hidrojenik düzeyler üzerine Manyetik alan etkisi biçimindedir. Burada ψ(z, ρ, λ) dalga fonksiyonu ψ(z, ρ, λ) = φ(z ) ɸ(z, ρ, λ) [7] ile verilir. φ(z ), z-doğrultusundaki Schrödinger denkleminin çözümünden elde edilen dalga fonksiyonu, ф(z, ρ, λ) ise; 1s, 2s ve 2p ± düzeylerini temsil eden hidrojenik dalga fonksiyonudur ve ilgili düzeylere ait dalga fonksiyonları aşağıdaki gibidir. ɸ 1s (z, ρ, λ 1 ) = N 1 e ρ 2+(z z i)2 λ1 [8] 2 ρ 2+(z z i) ɸ 2s (z, ρ, β, λ 2 ) = N 2 (1 β ρ 2 + (z z i) 2 ) e λ2 [9] ɸ 2p± (z, ρ, ɸ, λ 3 ) = N 3 ρ e ρ 2+(z z i)2 λ3 [10] Burada N 1, N 2 ve N 3 normalizasyon katsayıları, λ 1, λ 2, ve λ 3 varyasyon parametreleri ve β, 1s ve 2s deneme dalga fonksiyonlarının ortogonallik koşulundan belirlenebilen bir sabittir. z doğrultusundaki dalga fonksiyonu φ(z ), genişliği L b =2L olan sonsuz potansiyel kuyusunun öz fonksiyonlarından oluşan çözümler baz alınarak oluşturulmuştur. Sözü edilen bazlar genel formda, φ n (z ) = 2 L b cos[ nπ L b z δ n ] [11] biçiminde elde edilir. Burada δ n, L b genişliğindeki sonsuz kuantum kuyusunun öz fonksiyonlarındaki tek ve çift özdeğerlere karşılık gelen faz farkı olmak üzere; δ n = { 0 ; n: tek ise π ; n: çift ise [12] 2 değerlerini alır. Bu durumda sistemi tanımlayan dalga fonksiyonu, φ(z ) = n=0 C n φ n (z ) [13] biçimindedir. Sistemin toplam enerjisi ise; E = min λ ψ H ψ [14] varyasyon teoreminde elde edilir. Bu eşitlik sayesinde E özdeğerini minimum yapan λ varyasyon parametreleri belirlenir. 1s (m=0), 2s (m=0) ve 2p ± (m = ±1) durumunda bulunan safsızlık atomunun bağlanma enerjisi aşağıdaki denklem şeklinde verilir[21]. 102

YEŞİLGÜL, ÇOBAN, KASAPOĞLU E B = E z + (m + m + 1)Υ < H > [15] 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Hesaplamalarda kullanılan fiziksel parametrelerin değerleri m * = 0.0665m 0 (m o serbest elektron kütlesi), ortamın dielektrik katsayısı olan ε o=12.58, iletkenlik bandı süreksizliği V o = 228 mev, safsızlık atomu konumu (x i = y i = z i = 0) olarak alınmıştır. Çalışmamız da ilk olarak kuyu genişliği L ve manyetik alan şiddeti değiştirilerek kuyu merkezinde yerleşen donor safsızlık atomu için 1s, 2s ve 2p ± düzeylerinin bağlanma enerjilerinin değişimi incelenmiş ve sonuçlar Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 de verilmiştir. Şekil 2 açıkça görüldüğü gibi kuyu genişliği arttıkça bağlanma enerjisi önce bir maksimuma ulaşıncaya kadar artar ve sonra azalmaya başlar. Bunun nedeni şu şekilde açıklayabiliriz; bağlanma enerjisinin maksimum olduğu L değerleri için elektron safsızlık atomunun aynı düzlemde bulunma olasılığı fazladır. Çok büyük L değerlerinde ise büyütme doğrultusundaki kuşatma azalır ve safsızlık atomunun bağlanma enerjisi üç boyutlu sistemdeki değerine yakınlaşır. Bu nedenle geniş kuyularda bağlanma enerjisi azalır. Ayrıca bu şekillerde açıkça görüldüğü gibi manyetik alanın artması ile bağlanma enerjisi artmaktadır. Manyetik alan (x-y) düzleminde bir kuşatma meydana getirir. Elektronun (x-y) düzleminde kuşatılması, elektron ile safsızlık atomu arasındaki Coulombic etkileşimi artıracak ve bu nedenle safsızlık atomunun bağlanma enerjisi artacaktır. Benzer davranışlar Şekil 3 ve Şekil 4 de görülmektedir. Olası kızıl ötesi geçişler n 0 olmak üzere, l = ±1 ve ml =0, ±1 koşulları sonucunda meydana gelir. İlgili iki düzeye ait bağlanma enerjisinin farkının mutlak değerinden elde edilir. Bu koşullara uyan 1s-2p + ve 1s-2p - geçiş enerjileri Şekil 5 de, kuyu merkezinde bulunan donor safsızlık atomu için farklı manyetik alan değerleri ve iki farklı kuyu genişliği L = 100 Å ile L = 200 Å için gösterilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi manyetik alan geçiş enerjileri üzerinde belirgin bir etki göstermektedir. Manyetik alan yok iken, γ = 0 olduğu için incelediğimiz iki geçiş enerjileri birbirine eşit çıkmaktadır. Ancak kuantum kuyusuna manyetik alan uygulandığında (γ 0), 1s-2p + ve 1s-2p - geçiş enerjileri farklılık göstermektedir. Manyetik alan etkisi artıkça, 1s-2p + geçiş enerjilerini artarken, 1s-2p - geçiş enerjileri ise azalmaktadır. Ayrıca büyük kuyu genişliklerinde, geometrik kuşatma zayıfladığı için toplam enerji azalmaktadır ve daha düşük seviyelerde geçiş enerjileri görülmektedir. 103

Parabolik kuantum kuyusundaki hidrojenik düzeyler üzerine Manyetik alan etkisi Şekil 2. 1s düzeyindeki bir safsızlık atomunun bağlanma enerjisinin kuyu genişliğine ve uygulanan manyetik alana göre değişimi. 104

YEŞİLGÜL, ÇOBAN, KASAPOĞLU Şekil 3. 2s düzeyindeki bir safsızlık atomunun bağlanma enerjisinin kuyu genişliğine ve uygulanan manyetik alana göre değişimi. 105

Parabolik kuantum kuyusundaki hidrojenik düzeyler üzerine Manyetik alan etkisi Şekil 4. 2p± düzeyindeki bir safsızlık atomunun bağlanma enerjisinin kuyu genişliğine ve uygulanan manyetik alana göre değişimi. 106

YEŞİLGÜL, ÇOBAN, KASAPOĞLU Şekil 5. Sistemin merkezinde yer alan safsızlık atomu için Ga 1 x Al x As/GaAs parabolik kuantum kuyusunun farklı kuyu genişliğinin bir fonksiyonu olarak geçiş enerjisinin ( E) manyetik alana göre değişimi. 4. SONUÇLAR Bu çalışmada Ga 1 x Al x As/GaAs parabolik kuantum kuyusunda elektronik yapı, hidrojenik donor düzeyleri ve donor düzeyleri arası geçiş enerjileri kuyu genişliği, dışarıdan uygulanan manyetik alanının büyüklüğü göre etkin kütle yaklaşımı çerçevesinde varyasyonel hesap tekniği ile incelenmiştir. Çalışmamızın ilk aşamasında, Ga 1 x Al x As/GaAs parabolik kuantum kuyusundaki safsızlık atomunun bağlanma enerjisinin büyütme doğrultusuna paralel yönde uygulanan manyetik alana ve kuyu genişliğine bağlılığı incelenmiştir. Büyütme doğrultusuna paralel yönde uygulanan manyetik alanın 107

Parabolik kuantum kuyusundaki hidrojenik düzeyler üzerine Manyetik alan etkisi parçacıkların (x-y) düzlemindeki kuşatmasını artırdığı için, bağlanma enerjisinin belirgin bir şekilde manyetik alan ile arttığı gözlenmiştir. Çalışmamızın ikinci aşamasında ise 1s-2p + ve 1s-2p - düzeyleri arasındaki kızılötesi geçişleri incelenmiştir. Manyetik alanın artması ile 1s-2p + düzeylerindeki geçiş enerjileri artar iken 1s-2p - düzeylerindeki geçiş enerjileri azalma göstermiştir. Çalışmamızda elde edilen sonuçlara göre ayarlanabilir parametreler değiştirilerek elektronik ve opto-elektronik cihazların geliştirilmesi sağlanabilir. Özellikle ülkemizde de son yıllarda üzerinde yoğun çalışılan güneş pilleri, geniş dalga boyu aralığına sahip veri depolama üniteleri, dedektör, sensör ve diğer terahertz cihazların geliştirilmesinde katkı sağlayacağı düşünülebilir. KAYNAKLAR [1] R.L. Greene, K.K. Bajaj, D.E. Phelps Phys. Rev. B, 29 (1984), p. 1807. [2] N.E. Kaputkina, Yu.E. Lozovik Physica E, 12 (2002), p. 323. [3] C.L. Beltran Rios, N. Porras-Montenegro Phys. Rev. B, 68 (2003), p. 155316. [4] T. Yoshioka, K. Asamo Phys. Rev. B, 86 (2012), p. 115314. [5] M. Dvorak, S.H. Wei, Z. Wu Phys. Rev. Lett., 110 (2013), p. 016402. [6] Q. Fanyao, A. L. A. Fonseca, O. A. C. Nunes, J. Appl. Phys. 82 (1997) 1236. [7] E. Kasapoglu, F. Ungan, H. Sari, I. Sokmen, M.E. Mora-Ramos, C.A. Duque, Seperlatt. Microstruc. 73 (2014) 171. [8] E. C. Niculescu, L. M. Burileanu, A. Radu, Seperlatt. Microstruc. 44 (2008) 173. [9] Radu, E. C. Niculescu, M. Cristea, J. Optoelectron. Adv. Mater. 10 (2008) 2555. [10] L. M. Burileanu, E. C. Niculescu, N. Eseanu, A. Radu, Physica E 41 (2009) 856. [11] G. Bastard, Phys. Rev. B 24, 4714 (1981). [12] C. Mailhot, Y.C. Chang, and T.C. McGill, Phys. Rev. B 26, 4449 (1982). [13] G. Bastard, J. Lum. 30, 488 (1985). [14] F.I. Betancur, I.D. Mikhailov, Phys. Rev. B 51, 4982 (1995). [15] E. Kasapoglu, F. Ungan, H. Sari, I. Sokmen, Phys. E 42, 1623(2010). [16] P. Villamila, C. Cabraa, N. Porras-Montenegro, Microelectronics J. 36,383 (2005). [17] G.V.B. de Souza, A.Bruno-Alfonso, Phys. E 66, 128(2015). [18] H. Yıldırım, B. Aslan, Phys. Status Solidi B 249, 2207 (2012). [19] B. Li, A. P. Djotyan, Y. L. Hao, A. A. Avetisyan, F. M. Peeters, Phys. Rev. B 87, 075313 (2013). [20] Abramov, World Journal of Condensed Matter Physics 2, 188,(2012). [21] J. Cen and K. K. Bajaj, Phys. Rev. B 48, 8061 (1993). 108