Materiali per Materiali per l’optoelettronica l’optoelettronica Docente: Mauro Mosca Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl) (www.dieet.unipa.it/tfl) Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DE A.A. 2014-15 A.A. 2014-15
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Materiali per l’optoelettronica Docente: Mauro Mosca ( Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento Università di Palermo.
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Materiali per l’optoelettronicaMateriali per l’optoelettronica
Docente: Mauro MoscaDocente: Mauro Mosca
(www.dieet.unipa.it/tfl)(www.dieet.unipa.it/tfl)
Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento
Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM)
A.A. 2014-15A.A. 2014-15
Tabella periodica: III-V gruppoTabella periodica: III-V gruppo
Dal GaAs al GaAsPDal GaAs al GaAsP
GaAs 870 nm
GaAsP ~3,6% mismatching reticolare
dislocazionisoluzione:buffer layer
Sistemi GaAs, GaAsP, GaPSistemi GaAs, GaAsP, GaP
Gap diretta e indiretta: ricombinazioneGap diretta e indiretta: ricombinazione
the transition must conserve the TOTAL wave vector of the system!
photon wavevector: 2
electron wave vector: between -a e +/a
≈ 0.5×10-6 m
a≈ 10-10 m
2aa phonon must
be createdor annihilated
Gap diretta e indiretta: ricombinazioneGap diretta e indiretta: ricombinazione
Impurità come centri di ricombinazioneImpurità come centri di ricombinazione
k spread enough (-/a; + /a) to allow a significant number of transitions without phonon assistance
Transizioni sistema GaAsPTransizioni sistema GaAsP
Sistema GaAsP:NSistema GaAsP:N
Sistema GaAsP:NSistema GaAsP:N
Sistema GaAsP:NSistema GaAsP:N
Diagramma energia vs. parametro di magliaDiagramma energia vs. parametro di maglia
Sistema AlGaAs/GaAsSistema AlGaAs/GaAs
Diagrammi a bande AlGaAs/GaAsDiagrammi a bande AlGaAs/GaAs
problemi di affidabilità e degrado (ossidazione e idrolisi)- packaging- lower content of Al- lower layer thickness
Sistema AlGaInP/GaAsSistema AlGaInP/GaAs
Bandgap sistema AlGaInPBandgap sistema AlGaInP
Linee di costante parametro di maglia e Linee di costante parametro di maglia e lunghezza d’onda di emissione (AlGaInP)lunghezza d’onda di emissione (AlGaInP)
Sistema AlGaInNSistema AlGaInN
difficile da crescere(In tende a evaporare dalla superficie)
DislocazioniDislocazioni
107-109 cm-2
Efficienza luminosa di LED visibiliEfficienza luminosa di LED visibili
Efficienza luminosa di LED visibiliEfficienza luminosa di LED visibili
alta sensibilitàdell’occhio umano
(lumen…)
Flusso luminoso e prezzi di LEDFlusso luminoso e prezzi di LED
LED basati su diversi sistemi materialiLED basati su diversi sistemi materiali
più difficili da crescere (alta % di In)
Sistema AlGaInN (con fattore di bowing)Sistema AlGaInN (con fattore di bowing)
Polarizzazione spontanea e Polarizzazione spontanea e piezoelettrica nei nitruripiezoelettrica nei nitruri
Polarizzazione spontanea e Polarizzazione spontanea e piezoelettrica nei nitruripiezoelettrica nei nitruri
Regione attiva sottile e spessaRegione attiva sottile e spessa
polarizzazione schermata da: a) forte drogaggio regione attiva
b) alta iniezione di corrente
blue shift
Contatti ohmici ed effetti di polarizzazioneContatti ohmici ed effetti di polarizzazione