Optische Halbleiterbauelemente optical semiconducting devices Haynl Ines berblick
Optische Halbleiterbauelemente optical semiconducting devices Haynl Ines
Überblick • LEDs – direkter / indirekter Halbleiter – Wellenlängenabhängigkeit / Farbmischung – III-V-Halbleiter • Halbleiterlaser – Absorption / spontane und stimulierte Emission – Resonatoren • VCSELs – Aufbau – DBR Bragg Reflektor • Solarzellen – Photovoltaischer Effekt – Aufbau • Quellen
Leuchtdiode (LED) • Diode mit Spannung in Durchlassrichtung • Direkter Halbleiter (z. B. Ga. As) Emission von Photonen • Indirekter Halbleiter (z. B. Si) Phononenanregung
Leuchtdiode (LED) • Al. Ga. As – rot und infrarot • Ga. Al. As –rot • Ga. As. P/Al. In. Ga. P – rot, orange und gelb • Ga. P – grün • Si. C –blau • Zn. Se – blau • In. Ga. N/Ga. N – UV, blau und grün • Weiße LEDs
Leuchtdiode (LED) • Aktuelle Forschung: OLEDs • Vorteile gegenüber Glühlampen: – weniger Energie – weniger Wärme – unempfindlich gegenüber Erschütterung – kürzere Schaltzeiten • Helligkeit wächst mit Leistungsaufnahme • exponentiell ansteigende Strom. Spannungskennlinie • häufigste Vertreter: III-V Halbleiter
LED-Prinzip Halbleiterlaser • induzierte Emission >> spontane Emission – Besetzungsinversion • Verluste der Strahlungsmode < Gewinn – Resonator
VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) • Licht wird senkrecht zur Chipebene emittiert • DBR (Distributed Bragg Reflector): alternierende Schichten von Halbleiter und Dielektrikum Reflexionsgrad von über 99%
Solarzellen • Umwandlung von Photonenenergie in elektrische Energie • Photovoltaischer Effekt • p-n-Übergang möglichst nahe an Oberfläche • n+ Dotierung / p Dotierung
Quellen • • • Introduction to Solid State Physics, Ch. Kittel http: //de. wikipedia. org/wiki/Leuchtdiode http: //www. tesd. de/Produkte/Halbleiter. html http: //www. led-info. de/grundlagen/leuchtdioden. html http: //wwwex. physik. uniulm. de/lehre/physikalischeelektronik/phys_elektr/node 102. html Bauelemente der Halbleiterelektronik, H. Tholl http: //britneyspears. ac/lasers. htm http: //www. batop. de/informations/r_Bragg. html http: //de. wikipedia. org/wiki/Solarzelle
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