Dispositivi a semiconduttore

Presentazione sul tema: "Dispositivi a semiconduttore"— Transcript della presentazione:

1 Dispositivi a semiconduttore
Elettroluminescenza : emissione radiativa incoerente prodotta dal passaggio di corrente: LED Line broadening LED: nm LED LD (laser diode) Incoherent emission Line broadening nm Divergent emission Coherent emission Line broadening ≈ 1 Å Small divergence Dispositivi a semiconduttore

2 Dispositivi a semiconduttore
Emissione radiativa Tuning in temperatura: Shift Gap + Thermal energy KT Dispositivi a semiconduttore

3 Dispositivi a semiconduttore
Elettroluminescenza Iniezione portatori minoritari alla giunzione Ricombinazione radiativa alla giunzione Materiali a gap diretta, ma anche indiretta (GaP) con trappole Dispositivi a semiconduttore

4 Dispositivi a semiconduttore
Importante applicazione LED oltre illuminatori: Isolatori optoelettronici Sig in Sig out Dispositivi a semiconduttore

5 Dispositivi a semiconduttore
Efficienza interna: in= n.fotoni emessi internamente/ n. portatori alla giunzione Efficienza esterna: ext= n.fotoni out/ n. portatori alla giunzione ext= inx op op=eff. Ottica Angolo critico≈16-17 gradi Dispositivi a semiconduttore

6 Dispositivi a semiconduttore
Pattern di emissione Lambertiano LED Dispositivi a semiconduttore

7 Dispositivi a semiconduttore
Surface emitter Edge emitter Dispositivi a semiconduttore

8 Dispositivi a semiconduttore
Laser I laser ( Rubino) : 1960 I laser a semiconduttore: 1962, GaAs, GaAsP Alferov e Kroemer: Premio Nobel 2000 for developing semiconductor heterostructures used in high-speed- and optoelectronics Dispositivi a semiconduttore

9 Dispositivi a semiconduttore
LD: laser diode Omogiunzione p-n Eterostruttura Contatti estesi Cavità Fabry-Perot : clivaggio Specchi dielettrici DBR: Dielectric Bragg Reflector Dispositivi a semiconduttore

10 Dispositivi a semiconduttore
Principali differenze fra un laser a SC e laser “tradizionali” Transizioni fra bande Compattezza Bassa soglia Caratteristiche spettrali e spaziali dipendenti dalle proprietà giunzione ( Eg, indice rifrazione) Pompaggio elettrico con facile modulazione anche in alta frequenza ( fmax ≈ 1/r): punto cruciale per trasmissione ottica di segnali Dispositivi a semiconduttore

11 Dispositivi a semiconduttore
Assorbimento ed emissione spontanea e stimolata Dispositivi a semiconduttore

12 Dispositivi a semiconduttore
Azione della cavità Dispositivi a semiconduttore

13 Dispositivi a semiconduttore
Azione della cavità Dispositivi a semiconduttore

14 Dispositivi a semiconduttore
Elettroluminescenza e azione laser Dispositivi a semiconduttore

15 Dispositivi a semiconduttore
Tipi di laser Dispositivi a semiconduttore

16 Dispositivi a semiconduttore

17 Dispositivi a semiconduttore
Inversione di popolazione Dispositivi a semiconduttore

18 Dispositivi a semiconduttore
Quasi Fermi-levels Dispositivi a semiconduttore

19 Come si ottiene l’inversione di popolazione?
Drogaggio elevato: degenerazione Dispositivi a semiconduttore

20 Dispositivi a semiconduttore
Omogiunzione Regione di inversione Dispositivi a semiconduttore

21 Dispositivi a semiconduttore

22 Dispositivi a semiconduttore

23 Dispositivi a semiconduttore

24 Dipendenza dalla temperatura
Dispositivi a semiconduttore

25 Dispositivi a semiconduttore
Corrente di soglia Dispositivi a semiconduttore

26 Per ridurre Ith verso strutture a confinamento
Dispositivi a semiconduttore

27 Dispositivi a semiconduttore
Confinamento portatori, ma anche fotoni Dispositivi a semiconduttore