загрузка...
загрузка...
На головну

Напівпровідникові МАТЕРІАЛИ світлодіодів

Дивіться також:
  1. V. ДОПОМІЖНІ МАТЕРІАЛИ ПО ТЕМІ.
  2. VI. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗА засвоєння теми.
  3. А. А. Фет. Матеріали і дослідження. СПб., 2010. Вип. 1.
  4. Абразивні матеріали.
  5. Архівні документи і матеріали
  6. Атестаційної ПЕДАГОГІЧНІ ВИМІРЮВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
  7. В. Діловодні матеріали
  8. ВИДИ аерофотознімань І аерос'емочних МАТЕРІАЛИ
  9. Відновлення деталей ручним зварюванням і наплавленням. Технологія ручного електро- та газозварювання. Матеріали, обладнання.
  10. Відновлення деталей електроконтактні приваркой стрічки і дроту. Устаткування, матеріали, режими, область застосування.
  11. Допоміжні методичні матеріали.
  12. Г. Статистичні матеріали

спектральна характеристика світловипромінювальних діодів висловлює залежність інтенсивності випромінювання від довжини хвилі випромінюваного світла і дає уявлення про колір світіння приладу. Зазвичай випромінювання світлодіодів є монохроматичним. Ширина максимуму спектральної характеристики випромінювання за рівнем 0,5 становить ?? = 0.03 ? 0.05 мкм. Довжина хвилі випромінюваного світла ? визначається різницею енергій ?E двох енергетичних рівнів, між якими відбувається перехід електронів на випромінювальні етапі процесу рекомбінації

? = hc/ ?E, (3)

де h = 6.626 · 10-34 Дж · с = 4.14 · 10-15еВ · с - постійна Планка,

с = 2.998 · 108 м / c - швидкість світла.

величина ?E близька до енергетичної ширині забороненої зони напівпровідника (?E ? ?W). Щоб кванти світла - фотони, що звільнилися при рекомбінації, відповідали квантам видимого світла (0.4 < ? <0.7 мкм), ширина забороненої зони повинна бути відносно великий (?W > 1.8 еВ).

В даний час для виготовлення світлодіодів використовуються кристали сполук типів АIIIВV (Елементів III і V груп таблиці Менделєєва) табл. 1:

- Арсенід галію GaAs, ?W = 1.42 еВ, максимум випромінювання лежить в інфрачервоній області ? = 0.89 мкм;

- Фосфід галію GaР, ?W = 2.27 еВ, максимум випромінювання в зеленій області спектра ? = 0.55 мкм;

- Нітрид галію GaN, який має найбільшу ширину забороненої зони ?W = 3.4 еВ, що дозволяє отримувати випромінювання в синій області, аж до фіолетового.

Потрійні сполуки GaAsx-1 Px і GaAsx-1 Alx, Де x - концентрація фосфору або алюмінію, використовують, в основному, для отримання діодів червоного кольору світіння. Крім того, знаходять застосування та інші широкозонні напівпровідники, наприклад, карбід кремнію SiC (AIVBIV) Світіння в діапазоні ? = 0.56 ? 0.63 мкм, сульфід цинку ZnS (AIIBVI) ?W = 3.74 еВ, максимум спектрального розподілу випромінювання на довжині хвилі ? = 0.38 мкм (фіолетова частина спектра).

Діоди на основі фосфіду галію мають спектральні характеристики з двома вираженими максимумами випромінювання з довжинами хвиль ? = 0.55 мкм і ? = 0.70 мкм. Залежно від виду і кількості легуючих домішок (цинк, кисень або азот) впроваджених в структуру випромінює кристала при виготовленні, змінюються співвідношення між цими максимумами. В результаті отримують діоди зеленого, жовто-оранжевого або червоного кольору світіння.

Арсенід галію GaAs є прямозонних полупроводником. У прямозоні напівпровідниках можуть відбуватися як випромінювальні, так і безізлучательние рекомбінації. Співвідношення між радіаційними і безізлучательнимі рекомбінаціями характеризує внутрішній квантовий вихід ?, Який є найважливішим показником светоизлучающего діода:

?внутр = Nизл/ Nінж, (4)

де Nизл - Число, що випромінювали фотонів, а Nінж - Число інжектованих носіїв в одиницю часу.

Внутрішній квантовий вихід визначається співвідношенням концентрацій і перетинів захоплення центрів випромінювальної і безізлучательной рекомбінації. Тому в околиці p-n-переходу прагнуть знизити кількість дефектів кристалічної решітки і небажаних домішок з тим, щоб зменшити швидкість безізлучательной рекомбінації.

Фосфід галію є непрямозонних полупроводником. У потрійних сполуках GaAsP відношення прямих і непрямих переходів зменшується зі збільшенням концентрації фосфору. Основний внесок в радіаційну рекомбінацію вносить рекомбінація через домішкові центри.

Основними легуючими сполуками в світлодіодах на основі сполук АIIIВV є:

- Елементи II групи Zn і Mg - акцептори;

- Елемент V групи N - ізоелектронного домішка;

- Елементи VI групи S, Se, Te - донори;

- Комплекси Zn-O, Cd-O, які грають роль глибоких пасток для електронів.

На першому місці акту рекомбінації (перехід електрона із зони провідності на донорний рівень або перехід з акцепторного рівня в валентну зону) змінюється хвильової вектор електрона. Іони донорів або акцепторів є своєрідними посередниками, які отримують від електрона і передають решітці імпульс фонона. Завдяки цьому стають можливими випромінювальні переходи з донорного чи акцепторного рівнів (рис. 4 і 6). Слід зазначити, що рекомбінація через домішкові центри характеризується меншою величиною енергії фотона (зрушення в червону область спектра), ніж при прямому міжзонний переході. При цьому характерно, що енергія фотона при рекомбінації донор - вільна дірка в n-полупроводніке (рис. 4, б) зазвичай більше, ніж акцептор - вільний електрон в p-полупроводніке (рис. 4, в). Причина полягає в тому, що глибина залягання донорних рівнів зазвичай менше, ніж акцепторних.

У видимій області спектра внутрішній квантовий вихід ?внутр у діодів з гомопереходом становить одиниці відсотків, у діодів з гетеропереходів - може складати одиниці - десятки відсотків.

Прямі та непрямі міжзонний переходи «-- попередня | наступна --» ЗОВНІШНІЙ КВАНТОВИЙ ВИХІД І Яскравість СВІТІННЯ діоди
загрузка...
© om.net.ua