НАУКОВА КОНФЕРЕНЦІЯ МОЛОДИХ ДОСЛІДНИКІВ
"ШАГ У МАЙБУТНЄ "
Контрольна робота
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА СПЕКТРАЛЬНІ І ЕЛЕКТРИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ світловипромінюючих ДІОДІВ
Робота виконана:
учнем 11 класу МОУ ліцей № 8
Перевозчикова Данилом
Науковий керівник:
головний науковий співробітник
Інституту фізики ДНЦ РАН,
доктор фіз. - мат. наук
Зобов Є.М.
Махачкала - 2009 рр.
Введення
У температурному діапазоні 300-90 До досліджені електролюмінесценція, вольт-амперні і люкс-амперні характеристики промислових В«фіолетовихВ» і В«жовтихВ» світловипромінюючих діодів. Встановлено, що з пониженням температури у В«фіолетовихВ» світлодіодів зменшується інтенсивність випромінювання і спостерігається В«шнуруванняВ» струму. На відміну від В«фіолетовихВ» світлодіодів, інтенсивність випромінювання В«жовтихВ» світлодіодів при 90 К зростає, проте спектр випромінювання має квазідіскретную структуру.
Дослідження електричних характеристик світлодіодів дозволили припустити, що при низьких температурах в гетероструктурах, з яких виготовлені світлодіоди, змінюються механізми процесів генерації і рекомбінації носіїв заряду.
Світлодіод - це напівпровідниковий прилад, генерує (при проходженні через нього електричного струму) оптичне випромінювання, яке у видимій області сприймається як одноколірне (Монохромне). Колір випромінювання світлодіода визначається як використовуваними напівпровідниковими матеріалами, так і легуючими домішками. Сучасні промислові світлодіоди виготовляються на основі pn-гетероструктур InxGa1-xN/AlyGa1-yN/GaN або. InxGa1-xP/AlyGa1-yP/GaP. Світлодіоди служать реальною альтернативою традиційним джерелам світла, тому що вони мають малими розмірами, мають малий енергоспоживанні. Володіючи такими властивостями, як точна спрямованість світла і можливість керування інтенсивністю і кольором випромінювання, вони вже сьогодні застосовуються в архітектурному і декоративному освітленні, на їх основі створені рекламні екрани кольорового зображення [1].
Однак, температурний діапазон експлуатації світлодіодів обмежений (+40 п‚ё -20 0С), а в доступній нам літературі ми не знайшли відповідь на наше запитання: В«Чому світлодіоди нездатні працювати при більш низьких температурах? В». Якщо немає відповіді, то його треба шукати. p> Мета роботи - встановлення причин низькотемпературної нестійкості режиму роботи промислових світловипромінюючих діодів.
Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
- в температурному діапазоні 300 - 90 К досліджувалися спектри електролюмінесценції, вольт-амперні і люкс-амперні характеристики В«фіолетовихВ» і В«жовтихВ» світлодіодів;
- проводився аналіз процесів струмопереносу, генерації і рекомбінації носіїв заряду в гетероструктурах при різних температурах.
Робота виконана на експериментальній базі Аналітичного центру колективного користування Інституту фізики Дагестанського наукового центру РАН.
1 МЕТОДИКА І ТЕХНІКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
Для дослідження нами були обрані В«ФіолетовийВ» і В«жовтийВ» світлодіоди. br/>В
Рис. 1 Блок - схема експериментальної установки для дослідження фотолюмінесценції, зібраної на базі спектрально-обчислювального комплексу КСВУ-2
1 - зразок в криостате, 2 - монохроматор МДР -23, 3-4 блок живлення джерела фотозбудження, 5-6 - блоки оптичних фільтрів з конденсорами, 7 - ФЕУ, 8 - блок управління і реєстрації сигналу, 9 - підсилювач (UNIPAN 232B), 10 - модулятор, 11-блок реєстрації температури, 12-блок електроживлення зразка, 13 - вакуумний пост.
В
Дослідження спектрів електролюмінесценції світлодіодів проводилися на установці, зібраної на базі спектрально-обчислювальні комплекси КСВУ-23 (рис. 1).
Головним елементом оптичної системи цієї установки є монохроматор МДР-23 (2). Залежно від спектрального діапазону вимірювань використовуються дифракційні решітки 1200, 600 і 300 штр. на мм.
В
Рис. 2
Для зняття вольт-амперних і люкс-амперних характеристик світлодіода застосовувалася стандартна схема (рис. 2). Світлодіод закріплювався на хладопроводов і містився в кріостат (1).
Випромінювання світлодіода модулювати механічним модулятором (10) і фокусувалася (6) на вхідну щілину монохроматора МДР-23 (2). В якості детектора випромінювання використовувався фотоумножувач (7) типу ФЕУ-100 (спектральний діапазон чутливості 200-700 нм), сигнал з якого для підсилення подається на вхід селективного нановольтметра Unipan-232 В (9), а потім на вхід блоку управління і реєстрації (8) включає і ЕОМ.
Охолодження зразка проводиться за допомогою холодоагенту (рідкий азот) шляхом заливання його в склянку кріостата (1). Для наг...
