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Optische Halbleiterbauelemente

Optische Halbleiterbauelemente. optical semiconducting devices Haynl Ines. Überblick. LEDs direkter / indirekter Halbleiter Wellenlängenabhängigkeit / Farbmischung III-V-Halbleiter Halbleiterlaser Absorption / spontane und stimulierte Emission Resonatoren VCSELs Aufbau

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Optische Halbleiterbauelemente

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Presentation Transcript

  1. Optische Halbleiterbauelemente optical semiconducting devices Haynl Ines

  2. Überblick • LEDs • direkter / indirekter Halbleiter • Wellenlängenabhängigkeit / Farbmischung • III-V-Halbleiter • Halbleiterlaser • Absorption / spontane und stimulierte Emission • Resonatoren • VCSELs • Aufbau • DBR Bragg Reflektor • Solarzellen • Photovoltaischer Effekt • Aufbau • Quellen

  3. Leuchtdiode (LED) • Diode mit Spannung in Durchlassrichtung • Direkter Halbleiter (z.B. GaAs) Emission von Photonen • Indirekter Halbleiter (z.B. Si) Phononenanregung

  4. Leuchtdiode (LED) • AlGaAs  – rot und infrarot • GaAlAs  –rot • GaAsP/AlInGaP – rot, orange und gelb • GaP  – grün • SiC  –blau • ZnSe – blau • InGaN/GaN  – UV, blau und grün • Weiße LEDs

  5. Leuchtdiode (LED) • Aktuelle Forschung: OLEDs • Vorteile gegenüber Glühlampen: • weniger Energie • weniger Wärme • unempfindlich gegenüber Erschütterung • kürzere Schaltzeiten • Helligkeit wächst mit Leistungsaufnahme • exponentiell ansteigende Strom-Spannungskennlinie • häufigste Vertreter: III-V Halbleiter

  6. LED-Prinzip Halbleiterlaser • induzierte Emission >> spontane Emission • Besetzungsinversion • Verluste der Strahlungsmode < Gewinn • Resonator

  7. VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) • Licht wird senkrecht zur Chipebene emittiert • DBR (Distributed Bragg Reflector): alternierende Schichten von Halbleiter und DielektrikumReflexionsgrad von über 99%

  8. Solarzellen • Umwandlung von Photonenenergie in elektrische Energie • Photovoltaischer Effekt • p-n-Übergang möglichst nahe an Oberfläche • n+ Dotierung / p Dotierung

  9. Quellen • Introduction to Solid State Physics, Ch. Kittel • http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode • http://www.tesd.de/Produkte/Halbleiter.html • http://www.led-info.de/grundlagen/leuchtdioden.html • http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physikalischeelektronik/phys_elektr/node102.html • Bauelemente der Halbleiterelektronik, H. Tholl • http://britneyspears.ac/lasers.htm • http://www.batop.de/informations/r_Bragg.html • http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle

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