Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Karolina Danuta Pągowska Instytut Problemów Jądrowych Od warstwy epitaksjalnej poprzez heterostruktury do przyrządów optoelektronicznych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Karolina Danuta Pągowska Instytut Problemów Jądrowych Od warstwy epitaksjalnej poprzez heterostruktury do przyrządów optoelektronicznych."— Zapis prezentacji:

1 1 Karolina Danuta Pągowska Instytut Problemów Jądrowych Od warstwy epitaksjalnej poprzez heterostruktury do przyrządów optoelektronicznych

2 2 Znaczenie związków półprzewodnikowych III-V Wytwarzanie warstw czyli epitaksja i wzrost epitaksjalny Techniki wzrostu warstw: MOCVD i MBE Metody charakteryzacji: HRXRD TEM RBS/channeling Przykłady Plan seminarium

3 3 Związki półprzewodnikowe III-V są wykorzystywane do wytwarzania nowoczesnych przyrządów półprzewodnikowych dla mikro- i optoelektroniki. Znaczenie związków III-V

4 4 Związki grup III-V III V III-N GaN, AlGaN, InGaN

5 5 Zakresy widmowy

6 6 Physics of light emission

7 7 Przerwa energetyczna prosta i skośna

8 8 Typical applications of semiconductor laser diodes

9 9 Laser diodes convert an electrical signal to light GaN

10 10 How do they work ?

11 11 The quantum well z Electron confinement on z-axis

12 12

13 13 Low dimensional structures Quantum Wire 1D Quantum Dot 0 D Quantum Well 2D

14 14 Self-organization processes during epitaxial growth Small misfitLarge misfit Intermediate misfit Layer by layer gowth (Frank - van der Merwe) Island growth (Vollmer – Weber) Layer plus island growth (Stransky – Krastanow)

15 15 Strained lattice-mismatched heterostructure Misfit f = (a s -a f )/a s f (InAs/GaAs) = 7.1% f (Si/Ge) = 4.0 % f (AlAs/GaAs) = 0.1%

16 16 Lattice Parameter vs. Bandgap for III-V Compound Semiconductors

17 17 Material systems: active layer/ barier layers Useful wavelength range (μm) GaAs/ Al x Ga 1-x As GaAs/ In x Ga 1-x P In y Ga 1-y As/ In x Ga 1- P In x Ga 1-x As y P 1-y /InP In x Ga 1-x N/GaN – Materials systems for light sources Best developed system at present Most important systems in present

18 18 Epitaksja Epitaksja z języka greckiego (epi + taxia = położony na) Epitaksja to technika półprzewodnikowa wzrostu nowych warstw monokryształu na istniejącym podłożu krystalicznym, która powiela układ istniejącej sieci krystalicznej podłoża. Monokryształ – materiał będący w całości jednym kryształem (np. kryształ cukru, soli, półprzewodnika).

19 19 Epitaksja Epitaksja jest procesem tworzenia pojedynczych warstw monokryształu na monokrystalicznych podłożu. Gdy warstwa epitaksjalna i podłoże stanowią dokładnie taki sam materiał to proces epitaksji nazywamy homoepitaksją. Gdy warstwa epitaksjalna różni się od podłoża w jakikolwiek sposób to proces taki nazywamy heteroepitaksją.

20 20 Principle of MetalOxide Chemical Vapour Deposition M O C V D MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Deposition) MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy)

21 21 MBE – Molecular Beam Epitaxy

22 22 Podstawowe metody charakteryzacji heterostruktur 1.HRXRD 2.RBS/channeling 3.TEM

23 23 Basics of X-ray Characterization Incident X-ray beam conditioned in wavelength and divergence Diffracted X-ray beam 2dsin Dla półprzewodników takich jak (Si, Ge) stałą sieci jesteśmy w stanie wyznaczyć z dokładnością Natomiast dla związków półprzewodnikowych takich jak (GaAs, InP) dokładność ta wynosi

24 24 RBS – to skrót pochodzący od angielskiej nazwy metody Rutherford Backscattering Spectrometry (rozpraszanie jonów wstecz) Jest to metoda mikroanalizy jądrowej służąca do badania warstw powierzchniowych materiałów. Co to jest RBS?

25 25 x0x0 - O- Si 4 He +, 2 MeV x0x0 Si SiO 2 Energia Głębokość Liczba cząstek rozproszonych x0x0 Podstawy Rutherford Backscattering Spectrometry

26 26 In x Ga 1-x As 1-y P 1-y InP 10 x (Λ = 53 nm) Capping layer InP substrate Superlattice 10xInP/In 0.54 Ga 0.46 As 0.94 P 0.06

27 27 Kanałowanie jonów

28 28 Analiza rozkładu defektów przy użyciu kanałowania jonów

29 29 Random and aligned RBS/channeling spectra for Al 0.4 Ga 0.6 N/GaN structure with 500 nm thick SBL (only the potion of spectrum due to the scattering by Ga atoms is shown).

30 30 Depth distributions of displaced lattice atoms due to the dislocation formation in both epilayers deduced from spectra.

31 31 TRANSMISYJNY MIKROSKOP ELEKTRONOWY (TEM) działo elektronowe (wyrzutnia elektronów) kondensor – układ soczewek skupiających elektrony komora preparatu obiektyw – tworzy obraz rzeczywisty, odwrócony, powiększony system rejestracji obrazu – klisza fotograficzna, kamera TV, matryca CCD ekran – materiał świecący w wyniku bombardowania elektronami np. siarczek cynku soczewki pośrednie i projekcyjna – powiększają i rzutują obraz utworzony przez obiektyw

32 32 Obrazy TEM

33 33 Obrazy TEM

34 34 Depth distributions of displaced lattice atoms due to the dislocation formation in both epilayers deduced from spectra.

35 35 Związki półprzewodnikowe grup III-V to materiały na bazie, których wytwarzane są współczesne urządzenia mikro- i optoelektroniczne. Należy jednak pamiętać, że nie tylko wytworzenie ale, także charakteryzacja takich materiałów daje dopiero pracujący przyrząd. Podsumowanie


Pobierz ppt "1 Karolina Danuta Pągowska Instytut Problemów Jądrowych Od warstwy epitaksjalnej poprzez heterostruktury do przyrządów optoelektronicznych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google