коэ / коэ экз / КОЭ презентации и какая-то теория / KOE-06_-_SD-LD-FP
.pdf
48
СВЕТОДИОДЫ
49
Возбуждение и инверсия в полупроводника
Квазиравновесие и квазиуровни
|
|
|
Fn* Fp* kT ln |
np |
. |
2 |
||
ni |
|
|
Fn* Fp* Eg .
Fn* Fp* ω.
50
Люминесценция в ПП
Непрямозонные полупроводники
второй порядок теории возмущений
поглощение на свободных носителях заряда – также второй порядок
Необходимо применять прямозонные полупроводники
51
Эффективность люминесценции
Эффективность люминесценции - доля излученной энергии относительно затраченной на её возбуждение
Квантовый выход люминесценции - отношение числа испущенных в заданной спектральной области фотонов к числу созданных в результате возбуждения (генерируемых) носителей заряда или электроннодырочных пар
Внутренний квантовый выход - учитывают все испущенные фотоны
Внешний квантовый выход - учитывают лишь фотоны,
выведенные за пределы образца или прибора
η |
1/ τизл |
|
τ |
|
τби |
|
|
|
|
|
|||
i |
1/ τ |
τизл |
|
τби τизл |
|
|
|
|
|
||||
1/ τ 1/ τизл 1/ τби
52
Безызлучательная рекомбинаци
Изучена слабо
непосредственная регистрация затруднена
Eg ≥ 0,3 эВ
нет безызлучательной электрон-дырочной рекомбинации
ħΩ=0,05 эВ ħω = 2 эВ – 40 фононов
Виды безызлучательной рекомбинации:
Оже-рекомбинация
Поверхностная рекомбинация
Рекомбинация через макроскопические дефекты
Рекомбинация на точечных микроскопических дефектах
53 |
|
|
Эффективность светодиода |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
η |
ωmax η |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
Представляет собой КПД |
e |
|
||||||||
|
|
eUраб |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Внешний квантовый выход |
|
|
|
|
|
|
|||
ηе= ηi ηI ηo. |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η 1/ τизл |
|
τ |
|
τби |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
Внутренний КВ |
1/ τ |
|
τизл |
|
τби τизл |
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
Зависит от |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
особенностей зонной структуры полупроводника |
|
|
|||||||
|
типа легирующих примесей |
|
|
|
|
|
|
||
|
концентрации примесей |
|
|
|
|
|
|
||
|
степени совершенства материала |
|
|
|
|
|
|||
|
|
минимум дефектов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глубоких центров (эффективная безызлучательная рекомбинация) |
|
||||||
54 |
Гомоструктура и ДГС |
|||
|
||||
|
η |
I |
Ie |
Ie |
|
|
I |
Ie I p |
|
|
|
|
||
55 |
Эволюция эффективности СИД |
||||||||||
|
|||||||||||
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диффузионные |
|
Эпитаксиальные |
|
|
|
(In,Ga)N |
||||
|
|
Гомо p -n -переход |
Гетероструктуры |
(Al,In,Ga)P зеленые |
|||||||
) |
|
|
|
|
Одинарные |
Двойные |
желтые |
|
|
||
/Вт |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Al,In,Ga)P/GaP |
|
|
|
||||
(лм |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
красно-оранжевые |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Светоотдача |
10 |
|
|
|
(Al,Ga)As/(Al,Ga)As |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(Al,In,Ga)N |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(Al,Ga)As/GaAs |
|
|
|
синии; зеленые |
|
|||
Лампы накаливания |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Полимерные |
|||
|
|
GaP:Zn,O |
|
|
|
|
|
органические |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СИД |
|
|
|
Ga(As,P) |
|
|
|
|
|
|
Нитриды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1965 |
1970 |
1975 |
1980 |
1985 |
1990 |
1995 |
2000 |
2005 |
2010 |
|
|
|
|
|
|
Годы |
|
|
|
|
|
|
56 |
|
|
Коэффициент вывода света ηO |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
Определяется |
|
|
|
|
|
||||
|
|
полным внутренним |
|
|
|
|
||||
|
|
|
отражением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отражением |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
поглощением на границах раздела |
|
|
||||||
η |
sin2 αc T |
|
|
1 |
|
|
|
|
||
o |
|
|
4 |
n(n 1)2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
GaP (n = 3,4) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
αс |
= 17°; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T = 0,7 |
α |
|
arcsin |
1 |
arcsin n |
arcsin n2 |
arcsin 1 |
||
|
η |
|
= 1,52% |
c |
||||||
|
O |
|
|
n12 |
21 |
n1 |
n |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
57
Улучшение оптического вывода
Необходимо
Увеличивать критический угол θкр
Уменьшать отражение в пределах выходного конуса
Применение линз
Кристаллы специальной формы
Текстурирование
Просветляющие покрытия
Отражающие покрытия (РБО, ВНО)
Фотонные кристаллы
Улучшение формы омических контактов