|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Применение гетеропереходов в оптоэлектронике |
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. 
Карабин, 6x60 мм. 
Ночник-проектор "Звездное небо, планеты", черный. Содержание. Гетеропереход. Физические основы. Применение гетеропереходов. Излучатели. Инжекционный лазер. Светоизлучательный диод. Исскуственные квантовые ящики. Приемники. Фотодиод. Фототранзистор. Введение. Оптоэлектроника - это раздел электроники, связанный главным образом с изучением эффектов взаимодействия между электромагнитными волнами оптического диапазона и электронами вещества (преимущественно твердых тел) и охватывающий проблемы создания оптоэлектронных приборов (в основном методами микроэлектронной технологии), в которых эти эффекты используются для генерации, передачи, хранения и отображения информации. Техническую основу оптоэлектроники определяют конструктивно- технологические концепции современной электроники: миниатюризация элементов; предпочтительное развитие твердотельных плоскостных конструкций; интеграция элементов и функций; ориентация на специальные сверхчистые материалы; применение методов групповой обработки изделий, таких как эпитаксия, фотолитография, нанесение тонких пленок, диффузия , ионная имплантация, плазмохимия и др. Исключительно важны и перспективны для оптоэлектроники гетероструктуры, в которых контактируют (внутри единого монокристалла) полупроводники с различными значениями ширины запрещеной зоны. Гетеропереход. Физические основы. Если - и p-область перехода изготовлены из различных полупроводников, то такой переход называется гетеропереходом. Отличие от обычного перехода более тонко в том случае, когда полупроводники взаиморастворимы, а переход плавный. Переходы последнего типа иногда называют &quo ;квазигомопереходами&quo ;. Таким образом, плавные переходы между -Z Se и p-Z e или между p-GaAs и -GaР являютcя квазигомопереходами. Одной из причин обращения к гетеропереходам является возможность получить высокоэффективную инжекцию неосновных носителей в узкозонный полупроводник, т.е. суперинжекция, заключающаяся в том, что концентрация инжектированных в базу носителей может на несколько порядков превысить их равновесное значение в змиттерной области (см. рис. 1). Это означает, что стремление получить g=1 в широком интервале изменения прямого тока не накладывает каких-либо ограничений на вид и концентрацию легирующей примеси в эмиттерной и базовой областях - у разработчика оптоэлектронных приборов появляется лишняя &quo ;степень свободы&quo ;. Рис. 1. Это свойство гетеропереходов легко понять из рассмотрения рис.2. Когда прямое смещение выравнивает валентную зону, дырки нжектируются в -область. Инжекции же электронов из -области в p-область препятствует барьер DE = Еg1 - Еg2 (см. рис. 2). а) б) Рис.2. Идеальная зонная схема для гетероперехода. а) - в условиях равновесия; б) - при прямом смещении V Очевидно, что в этом случае излучательная рекомбинация будет происходить в узкозонной области. Так, в гетеропереходах GaAs - GaSb полоса инжекционной люминесценции находится при энергии 0,7 эВ , что равно ширине запрещенной зоны GaSb. Оптические свойства эмиттера и базы гетероструктуры различны и могут в широких пределах изменяться независимо друг от друга. Отсюда, в частности, следует, что широкозонный эмиттер представляет собой &quo ;окно&quo ; для более длинноволнового излучения, генерируемого (или поглощаемого) узкозонной базой.
Кроме того, различие в значениях Еg ведет и к различию показателей преломления , что порождает волноводный эффект, т.е. концентрацию оптической энергии в слое с большим при распространении излучения вдоль слоя. На практике гетеропереходам присущи недостатки, связанные с границей раздела: уровень Ферми оказывается фиксированным на границе из-за поверхностных состояний. Поэтому вместо ровного хода для одной из зон обычно имеет место барьер типа Шоттки, как показано на рис. 3. Поскольку барьер Шоттки обладает выпрямляющим действием, его рисутствие становится очевидным при рассмотрении - -гетеропереходов - т.е. переходов между двумя различными полупроводниками -типа . Рис. 3 Особый интерес представляют гетеропереходы между CdS и каким-либо более широкозонным полупроводником p-типа. Кристаллы CdS всегда имеют -тип проводимости, и р- -переходы в этом материале до сих пор не изготовлены, несмотря на более чем двухдесятилетние усилия многих исследовательских групп. Соединение CdS обладает широкой прямой запрещенной зоной (Еg d 2,5 эВ) и может излучать зелено-голубой свет. Были предприняты попытки изготовить гетеропереходы между CdS и SiC. SiC - широкозонный полупроводник, которому, по желанию, с помощью соответствующего легирования можно придать - или p-тип проводимости. В зависимости от модификации ширина запрещенной зоны SiC варьируетсн от 2,7 до 3,3 эВ. Модификация определяет характер периодичности в расположении атомных связей. CdS -типа был выращен на SiC р-типа, с тем чтобы дырки при прямом смещении могли инжектироваться в CdS и создавать видимое излучение. Было обнаружено, что спектр излучения сдвигается с током и цвет люминесценции плавно меняется от красного до зеленого. Соединение Cu2S , которое имеет p-тип проводимости, также обладает запрещенной зоной, более широкой чем CdS. Гетеропереходы, изготовленные напылением Cu2S на CdS, имеют красную инжекционную люминесценцию, интенсивность которой линейно менялась с током. Этот процесс, по-видимому, связан, с рекомбинацией через глубокие центры. Применение гетеропереходов. Излучатели. Инжекционный лазер. Инжекционнный лазер представляет собой полупроводниковый двухэлектродный прибор с p- -переходом (поэтому часто как равноправный используется термин &quo ;лазерный диод&quo ;), в котором генерация когерентного излучения связана с инжекцией носителей заряда при протекании прямого тока через p- -переход. Разновидности инжекционных лазеров. Рассмотренные теоретические положения предопределяют пути совершенствования простейшей структуры лазера. Обследованы и реализованы варианты расположения слоев по толщине кристалла. В гомогенном полупроводнике p- -переход как средство электронного ограничения весьма несовершенен: при высоких уровнях накачки происходит бесполезная инжекция электронов влево (из-за падения коэффициента инжекции), ограничение справа достигается лишь естественным убыванием концентрации введенных дырок по закону exp(-х/L). Границы, определяющие &quo ;электронную&quo ; и &quo ;оптическую&quo ; толщины активной области W и Wопт, не определенны и меняются от режима накачки.
Все эти несовершенства, проявляющиеся в конечном счете в высоком значении плотности порогового тока, предопределили бесперспективность лазеров на однородных полупроводниках. Широкое промышленное распространение получили только гетеролазеры, общими особенностями которых являются односторонняя инжекция, четко выраженный волноводный эффект, возможность суперинжекции. В односторонней гетероструктуре (ОГС) электронное ограничение слева идеально, а справа такое же, как и в лазере на гомогенном полупроводнике (рис. 4,a); преимущество ОГС перед другими гетероструктурами состоит в простоте технологии. Поистине классической стала двойная (двусторонняя) гетероструктура (ДГС), в которой сверхтонкая активная область &quo ;зажата&quo ; между двумя гетерограницами (рис. 4,б): именно она позволяет получать малые пороговые плотности тока и значительные выходные мощности. Четырех и пятислойная структуры, являющиеся усовершенствованной ДГС, позволяют при очень тонкой области накачки W иметь толщину волновода Wопт, оптимальную с точки зрения модовых соотношений. В пятислойных GaAlAs - структурах удается получать Jпор=102 A/см2 и Рвых d 0,1 Вт. Отметим, что технологические соображения требуют создания ряда переходных слоев, поэтому реальные лазерные структуры значительно сложнее, чем физические модели. а) б) Рис. 4. Энергетические диаграммы активных структур инжекционных лазеров и распределения инжектированных носителей заряда (заштрихованные области): а) односторонняя гетероструктура (ОГС), б)двойная гетероструктура (ДГС). Особенности инжекционных лазеров. Инжекционные лазеры имеют ряд достоинств, выделяющих их среди излучателей и предопределяющих доминирующую роль в оптоэлектронике. 1. Микроминиатюрность: теоретическая минимальная длина резонатора близка к 10 мкм, а площадь его поперечного сечения - к 1 мкм2 (объем активной области может достигать 10-12см3). Это возможно потому, что в полупроводниковых лазерах индуцированные переходы связаны не с отдельными дискретными уровнями, а с переходами зона - зона, поэтому и усиление в них наибольшее (gd103. 104 см-1). 2. Высокий КПД преобразования энергии накачки в излучение, приближающийся у лучших образцов к теоретическому пределу. Это обусловлено тем, что лишь при инжекционной накачке удается исключить нежелательные потери - вся энергия электрического тока переходит в энергию возбужденных электронов. 3. Удобство управления: низкие напряжения и токи возбуждения, совместимые с интегральными микросхемами; возможность изменения мощности излучения без применения внешних модуляторов; работа как в непрерывном, так и в импульсном режимах с обеспечением при этом очень высокой скорости переключения (в пикосекундном диапазоне). 4. Возможность генерации требуемой спектральной линии, обеспечиваемая выбором или синтезом прямозонного полупроводника с необходимой шириной запрещенной зоны; возможность одномодового режима. 5. Использование твердотельной микроэлектронной групповой технологии. Отсюда высокая воспроизводимость параметров, пригодность для массового производства, низкая стоимость, долговечность. 6.
Эти и другие специфические особенности технологии в Э. привели к необходимости создания нового направления в машиностроении — электронного машиностроения. Перспективы развития Э. Одна из основных проблем, стоящих перед Э., связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии. Эта проблема решается путём создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10-11 сек; увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона транзисторов размером 1—2 мкм; использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей (см. Оптоэлектроника ), сверхпроводников ; разработки запоминающих устройств ёмкостью несколько мегабит на одном кристалле; применения лазерной и электроннолучевой коммутации; расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к микроЭВМ на одном кристалле); перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трёхмерной (объёмной) и использования сочетания различных свойств твёрдого тела в одном устройстве; разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения , обладающего большей информативностью по сравнению с обычным; создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи; разработки мощных, с высоким кпд, приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса)
1. Исследование полупроводниковых приборов
2. Проблема языка в современных исследованиях по искусственному интеллекту
3. Графоаналитический расчёт и исследование полупроводникового усилительного каскада
4. Современное состояние проблемы памяти и ее исследования
9. Тензоэлектрические полупроводниковые приборы
10. Полупроводниковые приборы и электронные лампы
11. Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов
12. Принципы и проблемы исследования философско-методологических оснований
13. К проблеме деинтенсификации оценочных конструкций в современном английском языке
14. Проблема выбора метода исследования при изучении «Языка власти»
16. Конструкции элементов полупроводниковых микросхем на МДП-транзисторах
Шнуровка-бусы "Цветы". 
Развивающая настольная игра "Котосовы". 
Точилка механическая. 17. Физические основы полупроводниковых приборов
18. Создание прибора для исследования биомеханики дыхания в условиях космического полета
19. Выбор проблемы для исследования на уроках географии
20. Методологические проблемы сравнения. Формы и типы сравнительных исследований
21. Исследование проблемы проявления агрессии детей и подростков
25. Основные проблемы и методы исследования военной демографии
26. Исследование проблемы фрирайдерства
28. Деревянные конструкции (лабораторные работы)
29. Железобетонные конструкции
30. Усиление металлических и деревянных конструкций
31. Исследования Венеры космическими аппаратами
Набор фломастеров (36 цветов). 
Комплект в кроватку Polini "Я и моя мама" (7 предметов, 140х70 см). 
Фломастеры "Connector. Балерина", 45 предметов. 34. Исследование движения центра масс межпланетных космических аппаратов
35. Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом
36. Дрозофила-объект научных исследований
37. Методы исследования в цитологии
41. Разведение и содержание аквариумных рыб с элементами исследования
42. Исследования режима защиты рабочих и служащих химического завода в условиях радиоактивного заражения
43. Приборы радиационной и химической разведки
44. Приборы химической разведки и химического контроля
45. Демографические проблемы России
46. Пищевая промышленность Украины. Проблемы и перспективы развития
47. Проблема применения моделей устойчивого развития на региональном уровне
48. Проблемы добычи алмазов в Якутии
Набор детской посуды "Морские животные" (3 предмета). 
Пакеты фасовочные "Экстра" в евроупаковке, 24х37 см (1000 штук), 8 мкм. 
Умные кубики. Контуры. 50 игр для развития интеллекта. 49. Проблемы формирования промышленности европейского севера России
51. Индия. Проблемы и пути их решения
52. Социально-экономические проблемы угольной промышленности
53. Основные направления научных исследований в России и за рубежом
57. Определения положения объектов на местности при помощи приборов нивелира и теодолита
58. Ориентирование. Приборы для ориентирования
59. Бюджетный дефицит и государственный долг: теория проблемы и ее проявление в российской экономике
60. Местные налоги: экономическая сущность, необходимость и проблемы взимания
61. Проблеми формування i виконання мiсцевих бюджетiв
62. Проблемы налогооблажения в странах переходного периода
63. Проблемы пенсионного обеспечения в РФ
64. Проблемы финансирования расходов на управление в Российской Федерации
Мягкий пол универсальный, зеленый, 60x60 см (4 детали). 
Рулетка для пропуска "Chrome Quadro", с карабином, 80 см. 
Стиральный порошок "INDEX", универсал, 2400 грамм. 65. Проблемы формирования доходной части бюджета Ханты-Мансийского Автономного Округа
66. Участие адвоката в исследовании доказательств
67. Проблема ограничения административных деликтов от преступления
69. Проблемы защиты авторского права в сфере web-журналистики Рунета
73. Государство и проблемы монополий
74. Банковская система Республики Казахстан: проблемы и перспективы.
75. Особенности и проблемы правового регулирования договора строительного подряда
76. Выборы: декларации и действительность (Некоторые проблемы избирательного права в современной России)
79. Проблемы укрепления самостоятельности местного самоуправления в РФ
80. Актуальные проблемы возмещения экспортного налога на добавленную стоимость
Настольная игра "Четыре времени года". 
Настольная игра "Чудовище Джио-Джанги". 81. Проблемы разграничения административных деликтов от преступлений /Украина/
82. Проблема пользования нелицензионными товарами
83. Проблема праворозуміння (Проблема правопонимания)
84. Малый бизнес характерные черты, преимущества и проблемы в социально-культурой сфере
85. Медицинское страхование в России, проблемы его развития
89. Региональные проблемы экологической безопасности на полуострове Ямал
90. Проблемы молодежи (Young people’s problems)
91. Синтаксические функции герундия в испанском языке. Проблема атрибутивного герундия
92. Проблема интерпретации мифа в аттической трагедии
93. Бахтин М.М. "Проблемы речевых жанров"
94. Проблема смерти в культуре Древнего Египта и её отражение в храмовой архитектуре и живописи
95. Основные проблемы культуры речи в СМИ
96. И.И.Крылов на Кавказских Минеральных Водах. Изучение проблемы
Солнцезащитные шторки Spiegelburg "Капитан Шарки. Capt'n Sharky". 
Ручка-стилус шариковая сувенирная "Николай". 
Глобус "Двойная карта", рельефный, диаметром 320 мм, с подсветкой. 97. Проблема классификации языков
98. Философские проблемы фантастики
99. Проблема трагической судьбы России в повести А. Платонова "Котлован"
Брелок-сердечко. 
