Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED. Absorpcja światła w półprzewodnikach.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED. Absorpcja światła w półprzewodnikach."— Zapis prezentacji:

1 Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED

2

3 Absorpcja światła w półprzewodnikach

4 Dioda LED GeSiGaAs

5 Dopasowanie sieciowe

6

7 TU Dresden Dopasowanie sieciowe

8 Dioda LED – diagram pasmowy

9

10 Polaryzacja LED

11 Izolator optyczny

12 Wyświetlacz LED

13 GaAs (1-x) P x Ga P As

14 GaAs (1-x) P x GaAs (1-x) P x –związek półprz. na bazie GaAs i GaP GaAs –prosta przerwa, GaP -skośna Kryształ mieszany GaAs (1-x) P x –przejście prosta- skośna dla x= LED czerwone, pomarańczowe i żółte są wykonywane z GaAs (1-x) P x

15 System GaAs (1-x) P x x = 0.45 przejście skośna - prosta

16 GaAs+GaP = GaAs (1-x) P x Czułość oka eV GaP = 2.26eVGaAs = 1.42eV skośna > prosta GaP - skośna, ale w krysztale mieszanym z GaAs –prosta dla x = eV GaAs (1-x) P x

17 GaAs (1-x) P x domieszkowany N skośna brak przejść promienistych skośna GaAs (1-x) P x – przejścia promieniste po dodaniu N –wydajność kwantowa rośnie ~ 100 razy –długośc fali emitowanej rośnie Wydajność kwantowa = ilość emitowanych fotonów w jednostce czasu/ilość dostarczanych elektronów w jednostce czasu Jak wydajna jest rekombinacja par e-h?

18 Domieszka izoelektronowa i relacja nieoznaczoności Heisenberga (N +GaAsP) N ma tę samą walencyjność co P i As N może zastąpić w sieci GaAsP P lub As. N i P ma tę sama liczbę elektronów walencyjnych ale inną strukturę rdzenia N powoduje zaburzenie potencjału – wprowadza studnię potencjału Pojawia się dodatkowy poziom pułapkowy poniżej pasma przewodnictwa Elektron może zostać spułapkowany na ten poziom Dziura może zostać spułapkowana tak, że utworzy się para e-h (ekscyton) Nośniki są zlokalizowane, pseudopęd i wektor falowy – zdelokalizowane ze względu na relację nieoznaczoności Heisenberga

19 N w GaAsP bez N N wprowadza zaburzenie e wpada do pułapki i tworzy ekscyton e e VB CB VB CB EDED VB CB EgEg Domieszkowanie powoduje wzrost wydajności kwantowej i przesunięcie długości emitowanej fali w stronę fal dłuższych (energia przejścia jest mniejsza: E g - E d

20 Zasada nieoznaczoności Heisenberga K h E

21 Diagram pasmowy Prosta przerwa GaAsSkośna przerwa GaP czerwony foton zielony foton Prosta-skośna Domieszkowana N – wydajność luminescencji rośnie zawartość GaP %

22 Wydajność kwantowa

23 IR & Red LED GaAs prosta przerwa, złącza p-n o wysokiej wydajności luminescencji poprzez domieszkowanie Zn lub Si ( GaAs: Si diody LED na bliska podczerwień). GaAsP prosta-skośna GaInAsP epitaksja na InP ; przerwa może być zmieniana tak, że długość fali można zmieniać od 919nm do 1600nm

24 LED na zakres widzialny GaAsP / GaAs 655nm / czerwona GaP 568nm / jasno zielona GaP 700nm / jasno czerwona GaAsP / GaP 610nm / bursztynowa GaP 555nm / zielona GaAsP / GaP 655nm czerwona o wysokiej wydajności GaAlAs / GaAs 660nm / czerwona InGaAsP 574nm / zielona InGaAsP 620nm / pomarańczowa InGaAsP 595nm / zółta

25 Azotki i niebieskie LED Trudności: –Znaleźć odpowiednie podłoża –Otrzymać azotki typu p GaN, InGaN, AlGaN diody LED o wysokiej wydajności (niebieskie/zielone) Pierwsza niebieska dioda LED 1994 Shuji & Nakamura (czas życia gdozin) SiC jest także stosowany na niebieskie LED - (SiC na podłożu GaN)

26 Ewolucja wydajności luminescencji

27 TU Dresden Spektralne charakterystyki LED i czułość oka CIE - INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION

28 Band offset AIN/GaN(0001) Referencje ΔE c = 2.0 eVMartin et al. (1996) ΔE v = 0.7 eV InN/GaN ΔE c = 0.43 eVMartin et al. (1996) ΔE v = 1.0 eV Wurtzite GaN

29 TU Dresden GaN: Struktura niebieskiej LED

30 Niebieska LED Zastosowanie: Płaskie ekrany (R,G,B – B) Drukarki o wysokiej rozdzielczości Telekomunikacja

31 TU Dresden GaN LED

32 UV-LED na bazie GaN UV-LED – diody do kalibracji, detektory UV etc.

33 Niebieskie i fioletowe LED + fosfor i biała LED Białe diody LED są wydajniejsze niż 100W żarówka. Czas życia > h. Żarówka 100W zwykle pracuje ~ h.

34 Generacja białych diod LED: konwersja przy użyciu fosforów i mieszania barw RGB

35 Selenki Grupa II-VI (ZnSe, ZnO) ZnSe – niebieskie i zielone diody i laser; problem z podłożem GaAs i GaN można stosować na podłoża dla ZnSe (stała sieci dla GaAs = 5.6Å i dla ZnSe = 5.5Å) Krótki czas życia

36 Kryształ ZnSeTe LED zielone i niebieskie Selenki- przerwa vs stała sieci

37 Fotoefekt Zielona dioda świecąca jest jednocześnie fotodiodą czułą na światło zielone (lub mające większą energię – niebieskie i fioletowe)


Pobierz ppt "Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED. Absorpcja światła w półprzewodnikach."

Podobne prezentacje


Reklamy Google