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Materiali per l’optoelettronica

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Presentazione sul tema: "Materiali per l’optoelettronica"— Transcript della presentazione:

1 Materiali per l’optoelettronica
Docente: Mauro Mosca (www.dieet.unipa.it/tfl) A.A Ricevimento: alla fine della lezione o per appuntamento Università di Palermo – Facoltà di Ingegneria (DEIM)

2 Tabella periodica: III-V gruppo

3 mismatching reticolare
Dal GaAs al GaAsP GaAs 870 nm ~3,6% mismatching reticolare GaAsP soluzione: buffer layer dislocazioni

4 Sistemi GaAs, GaAsP, GaP

5 Gap diretta e indiretta: ricombinazione
a ≈ m electron wave vector: between -p/a e +p/a photon wave vector: 2p/l a phonon must be created or annihilated l ≈ 0.5×10-6 m 2p/l << p/a the transition must conserve the TOTAL wave vector of the system!

6 Gap diretta e indiretta: ricombinazione

7 Impurità come centri di ricombinazione
k spread enough (-p/a; + p/a) to allow a significant number of transitions without phonon assistance

8 Transizioni sistema GaAsP

9 Sistema GaAsP:N

10 Sistema GaAsP:N

11 Sistema GaAsP:N

12 Diagramma energia vs. parametro di maglia

13 Sistema AlGaAs/GaAs

14 Diagrammi a bande AlGaAs/GaAs
problemi di affidabilità e degrado (ossidazione e idrolisi) packaging lower content of Al lower layer thickness

15 Sistema AlGaInP/GaAs

16 Bandgap sistema AlGaInP

17 Linee di costante parametro di maglia e lunghezza d’onda di emissione (AlGaInP)

18 (In tende a evaporare dalla superficie)
Sistema AlGaInN difficile da crescere (In tende a evaporare dalla superficie)

19 Dislocazioni cm-2

20 Efficienza luminosa di LED visibili

21 Efficienza luminosa di LED visibili
alta sensibilità dell’occhio umano (lumen…)

22 Flusso luminoso e prezzi di LED

23 LED basati su diversi sistemi materiali
più difficili da crescere (alta % di In)

24 Sistema AlGaInN (con fattore di bowing)

25 Polarizzazione spontanea e piezoelettrica nei nitruri

26 Polarizzazione spontanea e piezoelettrica nei nitruri

27 Regione attiva sottile e spessa
polarizzazione schermata da: a) forte drogaggio regione attiva b) alta iniezione di corrente blue shift

28 Contatti ohmici ed effetti di polarizzazione
InGaN thin cap p-type GaN tunneling di lacune tensione di soglia più bassa

29 Drogaggio p del GaN low doping activation (Mg)
l’idrogeno fornisce gli elettroni agli accettori

30 Dislocazioni nel GaN GaN wurtzite corindone

31 Dislocazioni cariche negativamente
+

32 Ricombinazione nelle dislocazioni
centri di ricombinazione! (non radiativi)

33 Why high recombination efficiency? States outside the bandgap

34 Why high recombination efficiency? Cluster di In

35 Efficienza radiativa e pitch density

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