1 / 37

Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED

Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED. Absorpcja światła w półprzewodnikach. Ge. Si. GaAs. Dioda LED. Dopasowanie sieciowe. Dopasowanie sieciowe. Dioda LED – diagram pasmowy. Polaryzacja LED. Izolator optyczny. Wyświetlacz LED. Ga. P. As. GaAs (1 - x) P x. GaAs (1 - x) P x.

werner
Download Presentation

Wykład VIII LIGHT EMITTING DIODE – LED

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Wykład VIIILIGHT EMITTING DIODE – LED

  2. Absorpcja światła w półprzewodnikach

  3. Ge Si GaAs Dioda LED

  4. Dopasowanie sieciowe

  5. Dopasowanie sieciowe TU Dresden 09.12.2010

  6. Dioda LED – diagram pasmowy

  7. Polaryzacja LED

  8. Izolator optyczny

  9. Wyświetlacz LED

  10. Ga P As GaAs(1-x) Px

  11. GaAs(1-x) Px • GaAs(1-x) Px–związek półprz. na bazie GaAs i GaP • GaAs –prosta przerwa , GaP -skośna • Kryształ mieszany GaAs(1-x) Px–przejście prosta-skośna dla x=0.45-0.5 • LED czerwone, pomarańczowe i żółte są wykonywane z GaAs(1-x) Px

  12. SystemGaAs(1-x) Px x = 0.45  przejście skośna - prosta

  13. GaAs+GaP = GaAs (1-x)Px Czułość oka eV  GaP = 2.26eV 1.997eV GaAs = 1.42eV GaP -skośna, ale w krysztale mieszanym z GaAs –prosta dla x = 0.45 skośna ----------- > prosta GaAs (1-x) Px

  14. GaAs(1-x) Pxdomieszkowany N • skośna brak przejść promienistych • skośnaGaAs(1-x) Px– 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?

  15. Domieszka izoelektronowa i relacja nieoznaczoności Heisenberga (N +GaAsP) • N ma tę samą walencyjność co P i As • N może zastąpić w sieci GaAsPP 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

  16. N w GaAsP CB bez N VB e Domieszkowanie powoduje wzrost wydajności kwantowej i przesunięcie długości emitowanej fali w stronę fal dłuższych(energia przejścia jest mniejsza: Eg - Ed<Eg) N wprowadza zaburzenie CB Eg VB e „wpada” do pułapki i tworzy ekscyton CB e ED VB

  17. Zasada nieoznaczoności Heisenberga E h K

  18. Diagram pasmowy Prosta przerwa GaAs Prosta-skośna Skośna przerwa GaP zawartość GaP % czerwonyfoton zielony foton Domieszkowana N – wydajność luminescencji rośnie

  19. Wydajność kwantowa

  20. 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

  21. LED na zakres widzialny

  22. 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 10 000 gdozin) • SiC jest także stosowany na niebieskie LED- (SiC na podłożu GaN)

  23. Ewolucja wydajności luminescencji

  24. Spektralne charakterystyki LED i czułość oka TU Dresden 09.12.2010 CIE - INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION

  25. Band offset WurtziteGaN

  26. GaN: Struktura niebieskiej LED TU Dresden 09.12.2010

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

  28. GaN LED TU Dresden 09.12.2010

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

  30. Niebieskie i fioletowe LED + fosfor i biała LED Białe diody LED są wydajniejsze niż 100W żarówka.Czas życia >10 000 h. Żarówka 100W zwykle pracuje ~ 750-1500 h.

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

  32. 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

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

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

More Related