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第一章 准费米能级

2017-09-20 9页 doc 25KB 23阅读

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第一章 准费米能级第一章 准费米能级 精品文档 --------------------------精品文档,可以编辑修改,等待你的下载,管理,教育文档---------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 行反应的过程,它 是从气相到凝聚相,再通过一...
第一章 准费米能级
第一章 准费米能级 精品文档 --------------------------精品文档,可以编辑修改,等待你的下载,管理,教育文档---------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 行反应的过程,它 是从气相到凝聚相,再通过一系列组成,会吸收部分光,从而降低芯片的出光效率。2.第一章 准费米能级:非平衡态的电子与空穴各自处于表面过程的最终结果。 为了减少发射光的吸收,电流扩展层的厚度应减少到几热平衡态--准平衡态,可以定义E、E分别为电子和空FnFpMOCVD系统的主要特点:?生长所用的源都为气体,百纳米。厚度的减少反过来又限制了电流扩散层在穴的准费米能级。 对于III族或II族源来说,采用它们的金属有机物气体,p-GaN层表面均匀和可靠地扩散大电流的能力。因此这细致平衡原理:在稳态下,各种能级上的电子和空穴对于V族或VI 族来说,则采用它们的烷类气体;生种p型接触结构制约了LED芯片的工作功率。3.同时数目应该保持不变。 长室为常压或低压,无需超高真空;?生长温度不太高这种结构pn结的热量通过蓝宝石衬底导出去,导热路间接复合的四个过程:a:电子被复合中心俘获;b:(径较长,由于蓝宝石的热导系数较金属低,因此,这种600,700 ?),生长速率较快,可实现各种超晶格、复合中心上的电子激发到导带;c:空穴被复合中心俘结构的LED芯片热阻会较大。4.这种结构的p电极和量子结构;?纯度、组分分布、掺杂分布可控,可获得获;d空穴的产生 高纯度、均匀组分、突变组分或掺杂的各类异质结构;引线也会挡住部分光线,所以,这种正装LED芯片的PN结空间电荷区的形成过程:载流子的扩散和漂移 ?晶体完整性好,可消除各类缺陷;?生长过程中由计器件功率、出光效率和热性能均不可能是最优的。 当N型和P型接触时,在P型中的空穴向N型一算机预先好的程序控制,可控性好,但不能进行实FCLED结构:在这种结构中,光从蓝宝石衬底取出,边扩散,在N型中的电子向P型区扩散。由于电子和时监测;?生长快,生长速度可以高达μm/min,片数不必从电流扩散层取出。由于不从电流扩散层出光,这空穴的扩散,在互相靠近的N侧和P侧分别出现了没多,可同时生长许多片,重复性好,适宜于大批量生产;样不透光的电流扩散层可以加厚,增加Flip chip的电有载流子补偿的,固定的施主离子和受主离子—空间?流密度。同时这种结构还可以将pn结的热量直接通过MOCVD的实验设备比较昂贵,所用的源气体的毒性电荷。空间电荷建立了一个电场—空间电荷区电场,很大,需要特别注意安全防护措施。 金属凸点导给热导系数高的硅衬底,散热效果更优;而也叫内建电场。内建电场沿着抵消载流子扩散趋势的MOCVD生长过程的主要阶段:(1) 反应物气体混合物且在pn结与p电极之间增加了一个反光层,又消除了方向,它使载流子向与扩散运动相反的方向漂移。在输运到外延生长区;(2) 反应物分子通过扩散,穿过边电极和引线的挡光,因此这种结构具有电、光、热等方热平衡时,载流子的漂移运动和扩散运动达到动态相面较优的特性。 UV LED:1.为了减少光被吸收,不采界层到达衬底表面;(3) 吸附分子间或吸附物与气体分平衡,使得净载流子流为零。结果,建立一个确定的用GaN,而用带隙较大的AlGaN;子间发生化学反应生成晶体原子和气体副产物;(4) 生2.多量子阱下有缓冲空间电荷区。 成的晶体原子沿衬底表面扩散到衬底表面上晶格的扭层及超晶格层以减少应变。 肖特基势垒的形成过程:电子将从半导体渡越到金属,曲或台阶处结合进晶体点阵;(5) 副产物从表面脱附扩白光LED:目前制备白光LED的三种主要方法 使半导体表面出现未被补偿的离化施主的正电荷,金散穿过边界层进入主气流中被排出系统。 (1)红、绿、蓝(RGB)多芯片组合白光技术;优点:属表面则积累负电荷, 同时二者的费米能级拉平。金是显色率高、寿命长,由于不需要荧光粉进行波长转换,光刻技术:是通过类似照相的曝光技术或电子束扫描、属表面的负电荷是多余出来的导电电子,占据很薄一发光效率高。缺点:由于分别受单个芯片的性能影响,X光曝光等手段,将已经设计好的器件图案转移至半导层。半导体中施主浓度比金属中电子浓度低几个数量其色稳定性较差,由于有电流配置的问题,常常需要体衬底或外延片上 级,所以半导体中的正电荷占据较厚的薄层,在半导刻蚀技术:是通过化学腐蚀(湿法刻蚀)或离子溅射、IC芯片控制,加上其光学方面的设计,其封装难度较体表面形成空间电荷层。 离子或等离子刻蚀(干法刻蚀)将光刻形成的图案变成大,且成本很高,其每一个单元都是普通白光LED的欧姆接触:定义为这样一种接触,它在所使用的结构半导体衬底和外延片自身的立体图形。 数倍。(2)单芯片加荧光粉合成白光技术;优点:技上不会添加较大的寄生阻抗,且不足以改变半导 体内第三章 辐射复合:在复合过程中电子多余的能量可术成本也较低,其色稳定性较好,工艺重复性好。缺的平衡载流子浓度使器件特性受到影响。 以以辐射的形式(发射光子)释放出来,这种复合称为点:紫外光芯片流明效率比较低,蓝光/黄光色相分离效异质结定义:由两种基本物理参数(如禁带宽度)不辐射复合。 应、强色温、电流依赖性、绿光和红光分量的缺乏等,同的半导体单晶材料组成的结。 非辐射复合:在复合过程中电子的多余能量也可以以从而导致显色性的不足。(3)MOCVD直接生长多有源异质结的特性:(1)异质结的高注入比;(2)异质结其它形式释放出来,而不发射光子,这种复合称为非辐区的白光LED技术。优点:不需要荧光粉,也不需要的超注入现象;(3)异质结对载流子和光的限制;(4)射复合。 复杂的控制电路,制备过程也与普通的发光二极管相异质结的“窗口效应” 辐射复合的5种主要形式:浅能级和主带的复合;施似。 异质结的窗口效应:两种半导体在一起形成异质结时,主D-受主A对复合;通过深能级的复合;激子复合;第四章 太阳能发电的独特特点:1.输入的太阳光由于禁带宽度不同,对光波的吸收波长也不同,即光等电子陷阱复合。 线储能无限,并且免费。2.没有运转部件,可以安静响应不同。只有在光子能量处于Eg1要求
在p-GaN层表面再沉电池片的三个过程:1.原材料制造单晶硅棒;2.将MBE外延生长机理:分子束外延生长是加热的组元的淀一层电流扩散的金属层。这个电流扩散层由Ni和Au单晶硅棒切断,加工成半圆片状;3.形成pn结,加入原子束或分子束入射到加热的衬底表面,与衬底表面进 --------------------------精品文档,可以编辑修改,等待你的下载,管理,教育文档---------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 精品文档 --------------------------精品文档,可以编辑修改,等待你的下载,管理,教育文档---------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 电极,制成电池片。 激光的应用:一. 激光信息处理:1. 光通信2. 全息照CZ法主要过程:熔化、稳定、引晶、缩径、放肩、等相术3. 光计算;二. 强激光的应用:1. 激光核聚变2.径。 激光加工。三(激光在医学中的应用:1. 激光刀2. 光多晶硅太阳能电池薄膜晶粒的改善技术:当生长的硅凝治疗3. 光照射治疗 薄膜为多晶或非晶态时,由于晶界会影响到转换效率,所以可以采用一些高温处理方法来增加晶粒的大小,以降低晶界的总面积:1.ZMR再结晶;2.金属诱发结晶化;3.退火处理;4.激光诱发再结晶。 非晶硅太阳能电池特点:1.具有较高的光吸收系数;2.非晶硅的禁带宽度比单晶硅要大,随制备条件的不同约在1.5-2.0ev的范围内变化,这样制出的非晶硅太阳能电池的开路电压高。3.制备非晶硅的设备和工艺简单,淀积温度低,时间短,适于大批生产;4.由于非晶硅没有晶体的周期性原子排列,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题。因而可以淀积在任何衬底上,包括便宜的玻璃衬底,并且便于实现大面积化。5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,约100kwh,能耗的回收年数比单晶硅电池短得多。 III-V族太阳能电池特性:1.高的能量转换效率;2.适 合薄膜化;3.抗辐射性能好;4.温度系数小,能在较 高的温度下正常工作。 第五章 激光的特点:一. 激光的单色性好;二. 激光的方向性好;三. 激光的亮度最高;四. 激光的能量在空间上、在时间上高度集中。 自发辐射和受激辐射的特点及区别:自发辐射的特点:是原子在不受外界辐射场作用时的自发过程。是个随机过程,各波列间没有固定位相关系,可以有不同的偏振方向、播方向、相互间不相干,自发辐射的能量平均地分配到腔内所有模式上。受激辐射的特点:是原子在外界辐射场控制下的发光过程。各原子的受激辐射的相位不再是无规则分布,而是和外界辐射场有相同的相位。区别:受激辐射与自发辐射的重要区别是相干性。自发辐射是原子在不受外界辐射场作用时的自发过程。大量原子的自发辐射场的相位呈无规则分布,是不相干的;自发辐射场的偏振方向和传播方向也是无规则分布的。自发辐射的能量平均分配到腔内所有模式上;受激辐射是原子在外界辐射场控制下的发光过程。各原子的受激辐射的相位不再是无规则分布,而是和外界辐射场有相同的相位。受激辐射场与入射辐射场属于同一种模式。 产生光放大的必要条件:粒子数反转分布 构成激光器的基本思想:1. 选择光波模式数,使模式数减少;2. 产生光的受激辐射放大,使某模式内的光子数增大。基本思想的实现:1. 将充满物质原子的空腔去掉侧壁用于选模;2. 使沿腔轴方向传播的光在每次通过物质时,不是被原子吸收(受激吸收),而是产生受激辐射,使光放大。 激光器的基本结构:工作物质、激励源、谐振腔 对工作物质的基本要求:(1) 光学性质均匀、透明性好且性能稳定;(2)有能级寿命较长的能级—亚稳态能级 ;(3)有比较高的量子效率。 常用的泵浦源:光学泵浦:利用光源的光辐射把原子泵浦到高能态。(固体、染料光源:高亮度氙灯、氪灯、激光器);气体放电泵浦:利用气体放电中形成的电子或离子与工作物质的原子或分子作非弹性碰撞,把其激发到高能态。(气体、金属蒸汽);粒子数泵浦:向工作物质注入高能电子或离子,让他们与工作物质的原子或分子作非弹性碰撞,把其激发到高能态。(高压气体、半导体);化学泵浦:利用工作物质本身化学反应时产生的能量把原子、分子激发到高能态。(化学)。 02)(GL,,实现粒子数反转的内因和外因:(1) 外有激励源(2) 内sRRe,1dI(x)112有亚稳态 G(x),光的增益和增益系数(增益饱和):光的增益现象:光dxI(x)强随进入介质的深度而增大的现象。 定义增益系数:(设频率为ν的单色光,沿x轴入射,经dx厚度后,光强改变量为dI) 谐振腔的作用:创造条件,使谐振腔内的受激辐射能够多次通过激活介质。 激光振荡的阈值条件: 产生激光必须满足的条件:1. 激活介质处于粒子数反转分布状态;2. 满足光振荡的阈值条件。 激光的基本特征:1.高相干性——时间相干性、空间相干性;2. 高亮度、高单色亮度(或1.良好的方向性亮度高、强度大;2.高单色性;3.高相干性;4.高偏振性。) 半导体激光器发生粒子数反转分布的条件:准费米能级之差(E-E)要大于禁带宽度,即准费米能级进入FnFp导带和价带。 --------------------------精品文档,可以编辑修改,等待你的下载,管理,教育文档---------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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