Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-1 Materiały fotoniczne PółprzewodnikiFerroelektrykiMat. organiczne III-V, II-VI, III-N - źródła III-V.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-1 Materiały fotoniczne PółprzewodnikiFerroelektrykiMat. organiczne III-V, II-VI, III-N - źródła III-V."— Zapis prezentacji:

1 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-1 Materiały fotoniczne PółprzewodnikiFerroelektrykiMat. organiczne III-V, II-VI, III-N - źródła III-V (λ=0.65 i 1.55) II-IV, III-N niebieskie/zielone/UV - detektory - modulatory - skanery - przetworniki częstotliwości - pamięci holograficzne - wyświetlacze -przetworniki częstotliwości - modulatory Supersieci, studnie Kwantowe, Struktury warstwowe Dwójłomność, efekt e-o, Fotorefrakcyjny, fotoelestoopt. Nieliniowe efekty opt. Konwersja częstości Efekty nieliniowe, niska stała dielektryczna

2 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-2 Epitaksja (struktura warstwy jest identyczna ze strukturą podłoża, może być inny skład chemiczny, grubość warstw od kilku do kilkunastu µm): CVD (Chemical Vapour Deposition) chemiczne osadzanie z fazy lotnej: - APCVD (Atmosferic Pressure CVD) - LPCVD (Low Pressure CVD) - PECVD (Plasma Enhanced CVD) - MOCVD (Metaloorganic CVD) MBE (Molecular Beam Epitaxy) - warstwy o ekstremalnie cienkich grubościach (1-100 nm) - struktury o obniżonej wymiarowości (2D – studnie kwantowe, 1D – druty kwantowe, 0D – kropki kwantowe) Heteroepitaksja (wzrost warstw na niedopasowanym pod względem struktury krystalicznej podłożu) Półprzewodniki - technologie Materiały (Kryształy) objętościowe Cienkie warstwy Reaktor LPCVD

3 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-3 Półprzewodniki Całkowita przewodność elektryczna: σ~ (nµ e + pµ h ) µ e – ruchliwość elektronów µ h – ruchliwość dziur Pasmo walencyjne Pasmo przewodnictwa Przerwa energetyczna Tu rozważane optyczne procesy: Odbicie, dyfrakcja, propagacja falowodowa, Absorpcja, emisja, E-O i nieliniowe efekty Współczynnik załamania (n), współczynnik absorpcji ( ), energia emisji i przerwa energetyczna

4 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-4 Półprzewodniki

5 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-5 Półprzewodniki

6 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-6 Półprzewodniki III-V III grupa: aluminium, gal, ind V grupa: fosfor, arsen, antymon 9 struktur podwójnych 18 potrójnych 15 poczwórnych Konieczność dopasowania stałych sieci przy grubych warstwach Dopuszczalne przy cienkich warstwach

7 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-7 Półprzewodniki III-V: Struktury AlGaAs Zastosowania struktur AlGaAs - elektronika (tranzystory, diody tunelowe) - fotonika (lasery diodowe, ogniwa słoneczne, szybkie detektory, modulatory, absorbery) Studnia kwantowa: - przynajmniej jeden wymiar materiału jest mniejszy niż kilkaset A, Cienka warstwa materiału studni pomiędzy dwiema warstwami materiału granicznego

8 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-8 Półprzewodniki III-V: Struktury AlGaAs Obniżenie Przerwy energetycznej

9 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-9 Półprzewodniki III-V: Struktury AlGaAs Możliwość modyfikacji długości fali emitowanej powyżej 1um przez zastosowanie niedopasowanych sieci (strained pseudomorphic quantum wells) Bandgap dla sieci dopasowanych 870nm

10 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-10 Półprzewodniki III-V: Struktury GaInAsP/InP Urządzenia optoelektroniczne dla telekomunikacji 1.3 i 1.55 um Diody laserowe i detektory

11 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-11 Półprzewodniki III-V: Struktury GaInAsP/InP

12 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-12 Półprzewodniki III-V: Struktury GaInAsP/InP

13 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-13 Półprzewodniki II-VI Szeroki zakres przerwy energetycznej Urządzenia fotoniczne w zakresie od podczerwieni do ultrafioletu (np. niebieskie diody laserowe)

14 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-14 Półprzewodniki II-VI - wzrost w monolityczne struktury wielowarstwowe (możliwość uzyskania różnorodnych struktur typu studni kwantowych) - różne stałe sieci krystalicznych umożliwiają wytworzenie struktur z dopasowanymi i z odkształconymi warstwami ZnSe/Zn 0,75 Cd 0,25 Se

15 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-15 Półprzewodniki II-VI - epitaksja umożliwia uzyskanie nowych faz nie występujących w naturze - wszystkie związki (poza HgS) mają tetraedryczną strukturę: Struktura blendy cynkowej (sfalerytu), ZnS Hexagonalna struktura wurcytu, ZnS

16 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-16 Półprzewodniki: SiC i III-V N Zastosowania: -źródła i detektory w niebiesko-zielonym, niebieskim i ultrafioletowym zakresie promieniowania - optyczne pamięci i kolorowe wyświetlacze Właściwości: - odporne chemicznie i na wysokie temperatury - łatwe domieszkowanie (typ n i p)

17 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-17 Półprzewodniki SiC Różnorodne układy warstw krystalicznych np..: -3C SiC – czysta struktura kubiczna (typ blendy cynkowej), ABCABC … - ΔE do 2.3 eV - 2H SiC – czysta struktura periodyczna o heksagonalnej symetrii (typ wurcytu), ABAB … - ΔE do 3.3 eV - 6H SiC – struktura mieszana, ΔE do 2.9 eV Przykład heterozłącza 3C SiC i 6H SiC (z dopasowaną stałą siatki )

18 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-18 Półprzewodniki III-V N

19 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-19 Półprzewodniki III-V N AlN - E g = 6.2 eV InN – E g = 1.9 eV ZASTOSOWANIE: lasery w niebieskim i ultrafioletowym zakresie

20 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-20 Materiały ferroelektryczne Zastosowania : modulatory światła, powielanie częstotliwości, wzmacniacze wiązki, optyka zintegrowana, pamięci optyczne, … Bazują na zjawiskach dwójłomności, efektów elektrooptycznych, zjawiskach nieliniowych, fotorefrakcyjnych, pyroelektycznych i elektro- elastooptycznych występujących w materiałach ferroelektrycznych. Materiały ferroelektryczne – materiały (kryształy, ceramiki, cienkie warstwy) wykazujące w pewnym zakresie temperatur spontaniczną polaryzację P s której kierunek może zostać odwrócony na skutek przyłożonego pola elektrycznego. Θ c – punkt Curie T< Θc – ferroelektryk T> Θc – paraelektryk

21 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-21 Materiały ferroelektryczne

22 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-22 Materiały ferroelektryczne

23 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-23 Materiały ferroelektryczne: efekt elektrooptyczny Przykładowe tensory liniowego wsp. r: W przypadku kwadratowego efektu elektrooptycznego : gdzie: S 13 – wsp. Kerra Szereg efektów nieliniowych

24 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-24

25 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-25 Materiały organiczne Ciała amorficzne, molekularne – złożone z dużych molekuł, związanych ze sobą słabymi siłami międzycząsteczkowymi (np.. Van der Waalsa), podczas gdy w obrębie makromolekuły występują znacznie silniejsze wiązania kowalencyjne. Przykład: polimery organiczne i nieorganiczne Struktura wewnętrzna: tzw. Model przypadkowych łańcuchów (kłębków ) POLISTYREN (CH 2 CHC 6 H 5 ) N N – indeks polimeryzacjiH -- C C -- H Pierścień benzenowy (C 6 H 5 ) bez jednego atomu wodoru PMM Poli(metakrylean metylu) HCH 3 -- C C HC O O CH 3 monomer Średnica kłębka: ok.30 nm, długość: ok.50 μm

26 USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-26 Materiały ferroelektryczne: efekty nieliniowe Przykładowe tensory wsp. nieliniowości optycznej d: n(2ω) = n(ω), n 0 >n e - dopasowanie faz będzie dla kąta Θ spełniającego r-nie: Dla Gaussowskiej wiązki laserowej natężenie drugiej harmonicznej wyniesie:


Pobierz ppt "USF_2 Materiały – M.Kujawińska, T.Kozacki, M.Jóżwik 2-1 Materiały fotoniczne PółprzewodnikiFerroelektrykiMat. organiczne III-V, II-VI, III-N - źródła III-V."

Podobne prezentacje


Reklamy Google