загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з інформатики » Застосування гетеропереходів в оптоелектроніці

Застосування гетеропереходів в оптоелектроніці


Введення.

Оптоелектроніка - це розділ електроніки, пов'язаний головним чином з вивченням ефектів взаємодії між електромагнітними хвилями оптичного діапазону і електронами речовини (переважно твердих тіл) і охоплює проблеми створення оптоелектронних приладів (в основному методами мікроелектронної технології), в яких ці ефекти використовуються для генерації, передачі, зберігання і відображення інформації.
Технічну основу оптоелектроніки визначають конструктивно-технологічні концепції сучасної електроніки: мініатюризація елементів; переважне розвиток твердотільних площинних конструкцій; інтеграція елементів і функцій; орієнтація на спеціальні надчисті матеріали; застосування методів групової обробки виробів, таких як епітаксії, фотолітографія, нанесення тонких плівок, дифузія, іонна імплантація, плазмохімія та ін
Винятково важливі і перспективні для оптоелектроніки гетероструктури, в яких контактують (усередині єдиного монокристала) напівпровідники з різними значеннями ширини забороненої зони.

Гетероперехід. Фізичні основи.

Якщо n-і p-область переходу виготовлені з різних напівпровідників, то такий перехід називається гетеропереходом. Відмінність
від звичайного переходу більш тонко в тому випадку, коли напівпровідники взаєморозчинних, а перехід плавний. Переходи останнього типу іноді називають "квазігомопереходамі". Таким чином, плавні переходи між n-ZnSe і p-ZnTe або між p-GaAs і n-GaР являютcя квазігомопереходамі.
Однією з причин звернення до гетеропереході є можливість отримати високоефективну инжекцию неосновних носіїв в вузькозонних напівпровідник, тобто суперінжекція, що полягає в тому, що концентрація інжектованих в базу носіїв може на декілька порядків перевищити їх рівноважний значення в зміттерной області (див. рис. 1). Це означає, що прагнення отримати g = 1 в широкому інтервалі зміни прямого струму не накладає жодних обмежень на вигляд і концентрацію легуючої домішки в емітерний і базової областях - у розробника оптоелектронних приладів з'являється зайва "ступінь свободи".


Ця властивість гетеропереходів легко зрозуміти з розгляду рис.2. Коли пряме зміщення вирівнює валентну зону, дірки нжектіруются в n-область. Інжекції ж електронів з n-області в p-область перешкоджає бар'єр DE = Еg1 - Еg2 (див. рис. 2).

Очевидно, що в цьому випадку випромінювальна рекомбінація буде відбуватися в вузькозонних області. Так, в гетероперехідах GaAs - GaSb смуга інжекційно люмінесценції знаходиться при енергії 0,7 еВ, що дорівнює ширині забороненої зони GaSb. Оптичні властивості емітера і бази гетероструктури різні і можуть в широких межах змінюватися незалежно один від одного. Звідси, зокрема, випливає, що ширококутного емітер являє собою "вікно" для більш довгохвильового випромінювання, що генерується (або поглинається) вузькозонних базою. Крім того, відмінність у значеннях Еg веде і до різниці показників заломлення n, що породжує хвилеводний ефект, тобто концентрацію оптичної енергії в шарі з великим n при поширенні випромінювання уздовж шару.

На практиці гетеропереході притаманні недоліки, пов'язані з кордоном розділу: рівень Фермі виявляється фіксованим на кордоні через поверхневих станів. Тому замість рівного ходу для однієї з зон зазвичай має місце бар'єр типу Шотткі, як показано на рис. 3. Оскільки бар'єр Шотткі володіє випрямляючих дією, його рісутствіе стає очевидним при розгляді nn-гетеропереходів - тобто переходів між двома різними напівпровідниками n-типу.
Рис. 3
Особливий інтерес представляють гетеропереході між CdS і яким-небудь більш ширококутного напівпровідник p-типу. Кристали CdS завжди мають n-тип провідності, і р-n-переходи в цьому матеріалі досі не виготовлені, незважаючи на більш ніж двухдесятілетніе зусилля багатьох дослідницьких груп. З'єднання CdS має широку прямий забороненою зоною (Еg d 2,5 еВ) і може випромінювати зелено-блакитне світло.
Були зроблені спроби виготовити гетеропереході між CdS і SiC. SiC - ширококутного напівпровідник, якому, за бажанням, за допомогою відповідного легування можна надати n-або p-тип провідності. Залежно від модифікації ширина забороненої зони SiC варьіруетсн від 2,7 до 3,3 еВ. Модифікація визначає характер періодичності в розташуванні атомних зв'язків. CdS n-типу був вирощений на SiC р-типу, з тим щоб дірки при прямому зсуві могли інжектованих в CdS і створювати видиме випромінювання. Було виявлено, що спектр випромінювання зсувається з струмом і колір люмінесценції плавно змінюється від червоного до зеленого. З'єднання Cu2S, яке має p-тип провідності, також володіє забороненою зоною, ширшою ніж CdS. Гетеропереходи, виготовлені напиленням Cu2S на CdS, мають червону інжекційну люмінесценцію, інтенсивність якої лінійно змінювалася з струмом. Цей процес, мабуть, пов'язаний, з рекомбінацією через глибокі центри.


Застосування гетеропереходів.

Випромінювачі.

Інжекційний лазер.
Інжекціоннний лазер являє собою напівпровідниковий двухелектродний прилад з pn-переходом (тому часто як рівноправний використовується термін "лазерний діод"), в якому генерація когерентного випромінювання пов'язана з інжекцією носіїв заряду при протіканні прямого струму через pn-перехід.
Різновиди інжекційних лазерів. Розглянуті теоретичні положення зумовлюють шляхи вдосконалення найпростішої структури лазера. Обстежено та реалізовані варіанти розташування шарів по товщині кристала. У гомогенному напівпровіднику pn-перехід як засіб електронного обмеження досить недосконалий: при високих рівнях накачування відбувається даремна інжекція електронів вліво (через падіння коефіцієнта інжекції), обмеження праворуч досягається лише природним убуванням концентрації введених дірок за законом
exp (-х / L). Межі, що визначають "електронну" і "оптичну" товщини активної області W і Wопт, що не визначені і змінюються від режиму накачування. Всі ці недосконалості, які проявляються в кінцевому рахунку в високому значенні щільності порогового струму, зумовили безперспективність лазерів на однорідних напівпровідниках.
Широке промислове поширення набули тільки гетеролазери, загальними особливостями яких є одностороння інжекція, чітко виражений хвилеводний ефект, можливість суперінжекціі.
У односторонній гетероструктурі (ОГС) електронне обмеження ліворуч ідеально, а праворуч таке ж, як і в лазері на гомогенному напівпровіднику (рис. 4, a); перевагу ОГС перед іншими гетероструктурами полягає в простоті технології.

Воістину класичної стала подвійна (двостороння) гетероструктур (ДГС), в якій надтонка активна область "затиснута" між двома гетерограніцамі (рис. 4, б): саме вона дозволяє отримувати малі порогові щільності струму і значні вихідні потужності. Чотирьох і п'ятишарова структури, що є вдосконаленою ДГС, дозволяють при дуже тонкій царині накачування W мати товщину хвилеводу Wопт, оптимальну з точки зору модових співвідношень. У п'ятишарових GaAlAs - структурах вдається отримувати Jпор = 102 A/см2 і
Рвих d 0,1 Вт Відзначимо, що технологічні міркування вимагають створення низки перехідних шарів, тому реальні лазерні структури значно складніше, ніж фізичні моделі.
А) б)
Рис. 4. Енергетичні діаграми активних структур інжекційних лазерів і розподілу інжектованих носіїв заряду (заштриховані області): а) одностороння гетероструктур (ОГС),
б) подвійна гетероструктур (ДГС).

Особливості інжекційних лазерів. Інжекційні лазери мають ряд достоїнств, що виділяють їх серед випромінювачів і що обумовлюють домінуючу роль в оптоелектроніці.
1. Мікромініатюрного: теоретична мінімальна довжина резонатора близька до 10 мкм, а площа його поперечного перерізу - до 1 мкм2 (обсяг активної області може досягати 10-12см3). Це можливо тому, що в напівпровідникових лазерах індуковані переходи пов'язані не з окремими дискретними рівнями, а з переходами зона - зона, тому і посилення в них найбільше (gd103. .. 104 см-1).

2. Високий ККД перетворення енергії накачування в

Сторінки: 1 2 3
 
Подібні реферати:
Електронне , квантові прилади і мікроелектроніка
Введення Електронні, квантові прилади і мікроелектронні вироби є основою практично всіх радіоелектронних і комунікаційних пристроїв і систем.
Радіоелектроннікі
Анотація. Метою роботи є активізація самостійної навчальної роботи, розвиток умінь виконувати інформаційний пошук, користуватися довідковою літературою, визначати параметри та характеристики, еквівалентні схеми напівпровідникових приладів. Діод 2Д510А Коротка словесна характеристика діода. Діод кремнієвий епітаксійних-планарний. Випускаються в скляному корпусі з гнучкими висновками.
Електромагнітні поля і хвилі
МинистерствоРоссийскойФедерации по зв'язку та інформатизації Т.Ю.
Реконструкція волоконно-оптичної лінії зв'язку
Зміст Введення 4 Обгрунтування реконструкції магістральної ВОЛЗ 6 Глава 1.
Хвилі
Джерелом електромагнітних хвиль в дійсності може бути будь-який електричний коливальний контур або провідник, по якому тече змінний електричний струм, так як для порушення електро-магнітних хвиль необхідно створити в просторі змінне електрич-чеський поле (струм зміщення) або відповідно змінне магнітне по-ле.
Довідник
I. Інформація та її властивості 1
Цифрова обробка графіки
1.Цвет Людське око складається приблизно з 7 млн. колб і 120 млн
Інфоpмаціонние технології та їх pоль в суспільстві
В даний час в філософської та наукової літерату-ре існують альтернативні концепції виникнення інтелекту.
Телевізори 3УСЦТ
ТЕЛЕВІЗОРИ 3УСЦТ Як приклад розглянемо структурну схему телевізора "Електрон 51 ТЦ 433Д".
Інтерактивні графічні системи
Моделі машинної графіки Системи машинної графіки відображають відпрацьовану інформацію про процеси чи об'єктах у вигляді синтезованого відображення на екрані дисплея або інший екранної площині.
Стандарт стільникового зв'язку CDMA, проблема впровадження та експлуатації в Росії
План: 1 CDMA як інструмент вирішення економічних завдань; 2 Цифрові стільникові системи рухомого радіозв'язку з кодовим поділом каналів: 2.1.
Вимоги до моніторів ПК
Вимоги до моніторів ПК Введення Персональні комп'ютери використовуються мільйонами людей в усьому світі - програмістами, операторами і просто користувачами - в процесі повсякденної діяльності.
CD-ROM і його застосування
На початку 80-х років голандських фірма "Philips" оголосила про досконалої нею ревоолюціей в області звуковоспроізвденія. Її інженери придумали те, що зараз користується величезною популярністю - Це лазерні диски і програвачі. У чому ж полягає головна перевага лазерного або компакт-диска? Перш за все це надзвичайно ви-сокое якість звучання при відтворенні лазерних фонграмм.
Розрахунок кабелю Р-4
Зміст Конструктивні характеристики ... 3 Розділ 1. Розрахунок первинних параметрів ... 4 Лютого
Управління за допомогою ЕОМ
ЕОМ в управлінні виробництвом. ЕОМ міцно входить у нашу виробничу діяльність і в даний час немає необхідності доводити доцільність використання обчислювальної техніки в системах управління технологічними процесами, проектування, наукових досліджень, адміністративного управління, в навчальному процесі, банківських розрахунках, охороні здоров'я, сфері обслуговування і т.д. При цьому останні роки за кордоном, так і в нашій країні характеризуються різким збільшенням виробництва міні-та мікро-ЕОМ (персональні ЕОМ). На основі міні і персональних ЕОМ можна будувати локальні мережі ЕОМ, що дозволяє вирішувати складні завдання з управління виробництвом. Дослідження показали, що з усієї інформації, що утворюється в організації, 60-80% використовується
Мережева телефонія
Зміст 1. Введення 4 1.1
Способи та засоби резервування та збереження даних
Завдання резервування При експлуатації комп'ютера з різних причин можлива псування або втрата інформації на магнітних носіях (вінчестері або дискетах).
Проектування загарбного пристрої в системі «AutoCAD 2000» .
ЗМІСТ ЗАВДАННЯ НА курсового проектування ВСТУП 1.Краткая ХАРАКТЕРИСТИКА ІНСТРУМЕНТУ ПРОЕКТУВАННЯ 2.Основні КОНЦЕПЦІЯ ПОБУДОВИ ЧЕРТЕЖА 3.Краткая ПРОТОКОЛ ПОБУДОВИ ВИДУ Б-Б 4.Характеристика вивідний пристрій ВИСНОВКИ ПО курсового проекту СПИСОК ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЖЕРЕЛ ДОДАТОК ЗАВДАННЯ НА курсового проектування Спроектувати захватне пристрій у системі «AutoCAD 2000» .
Автоматизовані системи обробки економічної інформації
АСОЕІ (Автоматизовані системи обробки економічної інформації) Викладач: Гобарева Яна Львівна Підручники: синій і червоний. 1.
Розподіл пам'яті
Введення 1. Області даних 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар