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Luminescence des semi-conducteurs

Luminescence des semi-conducteurs. Jacques Livage. Collège de France. www.ccr.jussieu.fr/lcmc. rubrique ‘ cours du Collège de France ’. Luminescence des semi-conducteurs. LED Diodes électroluminescentes QD Quantum Dots OLED Diodes électroluminescentes organiques.

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Luminescence des semi-conducteurs

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Presentation Transcript

  1. Luminescence des semi-conducteurs Jacques Livage Collège de France www.ccr.jussieu.fr/lcmc rubrique ‘ cours du Collège de France ’

  2. Luminescence des semi-conducteurs LED Diodes électroluminescentes QD Quantum Dots OLED Diodes électroluminescentes organiques

  3. Diodes électroluminescentes Light Emitting Diodes

  4. Si(IV) - Sb(V) Si(IV) - B(III) EF Nd Na EF Semi-conducteurs extrinsèques dopage ‘n’ et ‘p’

  5. Jonction p-n bc p n EF EF Si/B bv Si/P Courbure de bande n eV0 EF EF p d

  6. n p e- p+ p+ e- e- B- p+ P+ e- p+ p+ e- p n barrière de potentiel B- P+ e- p+ B- P+ P+ B- zone dépeuplée Diffusion des porteurs de charge majoritaires qui laissent des sites ionisés localisés

  7. + + - - Polarisation directe Polarisation inverse Diode Zener Redresseur de courant alternatif

  8. _ + p n Injection d’électrons et de trous dans la jonction e- p + _ n p+ Recombinaison radiative électron-trou dans la jonction e- hn = DE p+ Diodes électroluminescentes Polarisation directe LED = Light Emitting Diodes

  9. _ + p n GaAS DE = 1,4 eV rouge GaP DE = 2,3 eV vert GaAsxP1-x gap variable Diodes électroluminescentes LED = Light Emitting Diodes recombinaison électron-trou dans la jonction avec émission de lumière e- + _ p+ hn = DE p n GaAs, GaP, AlAs, AlP

  10. GaX GaP GaAs GaSb Eg (eV) 2,25 vert 1,43 rouge 0,68 La lumière émise dépend du gap I.R. GaAs Eg = 1,4 eV rouge (gap direct) GaP Eg = 2,3 eV vert (gap indirect) GaAs1-xPx 1,4 ≤ Eg ≤ 2,3 eV GaN

  11. LED bleue : GaN 445 - 485 nm Diode bleue 1992 (Nichia Chemical - Japon) GaN - InGaN Nakamura

  12. Diodes électroluminescentes réflecteur

  13. Diodes électroluminescentes

  14. 7 m Décoration de Noël 2004 vitrine de ‘Sachs’ 5th Avenue - N.Y. 50 flocons de neige géants 72.000 LEDs

  15. p e- + - p+ n Diode Laser dopage ‘n’ >> dopage ‘p’ Inversion de population dans la zone dépeuplée au-delà d’une tension seuil Pierre Aigrain - 1958

  16. p n GaAs Eg = 1,9 eV 1,4 eV AlxGa1-xAs AlxGa1-xAs p+ - n laser p + e- Diodes laser = hétérojonctions émission dans la couche de GaAs Guide d ’onde n1 ≠ n2

  17. face réfléchissante face semi-réfléchissante émission laser Jonction Diode Laser

  18. Diode laser pointeur laser Imprimante laser compact disque

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