Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091479), страница 7

Файл №1091479 Диссертация (Излучатели на основе полупроводниковых наногетероструктур с накачкой электронным пучком) 7 страницаДиссертация (1091479) страница 72018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Аппроксимационные формулы для различных материалов.Материалf  ZnO0,5350 exp(12 ,542   83,64 2  237 ,11 3  387 ,65 4  316 ,74 5  101,64 6 )GaAs0,5407 exp(13,852   99 ,78 2  308 ,97 3  554 ,6 4  506 ,78 5  183 ,63 6 )GaAlxN1-х0,5350 exp(12 ,542   83,64 2  237 ,11 3  387 ,65 4  316 ,74 5  101,64 6 )CdS0,5384 exp(13,357   95,938  2  289 ,21 3 - 498 ,41 4  432 ,59 5 - 147 ,74 6 )InAs0,5407 exp(13,387   97 ,006  2  294 ,57 3  509 ,16 4  443 ,51 5  152 ,16 6 )Таблица 2б. Аппроксимационные формулы для различных материалов. dE0 , dx  maxx0 , г/см 2ZnO2,2451 E00,6833E0  0,27  dE0 / dx max 1  1  E0  2,8 0,9GaAs2,1709  E00,678 ,GaAlxN1-х2,2451 E00,6833CdS2,2268  E00,6703InAs2,3113  E00,6544МатериалМэВ  см2 / г  электронДанныеаппроксимационныеE0  0,27  dE0 / dx max 1  1  E0  2,8 0,9 E0  0,285  dE0 / dx max 1  1  E0  3 0,82 E0  0,25  dE0 / dx max 1  1  E0  3 0,75E0  0,285  dE0 / dx max 1  1  E0  3 0,78формулыпозволяютопределитьраспределение поглощѐнной энергии электронов в различных материалах безиспользования мощных ЭВМ со специальным программным обеспечением.На Рисунке 4 приведены графики пространственного распределение потерьэнергии быстрыми электронами при различных значениях энергии в кристаллахZnSe, рассчитанные по аппроксимационным формулам (3.3.1-3.3.4).

Приведенныевыше пространственные распределения потерь энергии электронов используются40в дальнейшем в работе для вычислений параметров излучателей с электроннойнакачкой.5 keVenergy losses,nJ/(m*electron)76510 keV415 keV320 keV25 keV2130 keV00500100015002000250030003500X,nmРисунок 4. Распределение энергетических потерь в ZnSe при различныхэнергиях электронов накачки.Основные результаты главы 3.-Выполнен анализ существующих к моменту начала работы данных попространственному распределению энергии потерь электронов накачки сразличными энергиями в различных полупроводниковых материалах.-В результате совместной работы с ВНИИЭФ были получены уточнѐнныепространственные распределения потерь электронов накачки с различнымиэнергиями.41ГЛАВА 4.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИКАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ОТ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУР ИЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ НАКАЧКИЗаметим,чтоиспользуемыевкачествеактивныхэлементовполупроводниковых лазеров многослойные гетероструктуры, состоят из тонкихслоѐв, толщины которых составляют доли микрона.В связи с этим при наблюдении спектров катодолюминесценции споверхности структуры перепоглощением излучения в этих слоях можнопренебречь. Таким образом, интенсивность люминесценции отдельных слоѐвструктуры пропорциональна концентрации носителей в них.

Это позволяетсравнивать расчѐтные значения концентрации неравновесных носителей в слояхструктуры с интенсивностью люминесценции этих слоѐв, что может бытьиспользовано для экспериментального подтверждения правильности расчѐтов.4.1 Описание методики экспериментаИсследуемые в работе ZnSe- содержащие многослойные гетероструктурыописаны в Главе 5. Проверка правильности модели и выбора используемых прирасчѐтах параметров проводилась на примере структуры 4972, схема которойприведена на Рисунках 5,8. В скобках приведены номера слоѐв структуры,используемые в Таблице 3.

Подробное описание подобных структур приведено вГлаве 5. Данная структура (Рисунки 5, 8) на подложке из GaAs (6) имеетограничивающие волновод внешний (1) и внутренний (7) слои ZnMgSSe шириной100нм и 700нм соответственно. Находящийся между этими слоями волноводшириной 209 нм представляет собой сверхрешѐтку с чередующимися слоямиZnSe (2) /ZnSSe (3) в центре которой располагается ZnSe- квантовая яма (4) сдробно-монослойной CdSe- вставкой (5).42Рисунок 5. Схема полупроводниковой структуры.В экспериментах измерялась на электронном микроскопе интенсивностькатодолюминесценции с облучаемой поверхности образца при разных энергияхэлектронов накачки при постоянном токе электронного пучка. Используемаягеометрия измерений представлена на Рисунке 6.Рисунок 6.

Схема регистрации излучения с плоскости образца.При регистрации спектров с облучаемой поверхности использовалисьобразцы с поперечным размером в несколько мм.434.2 Моделирование катодолюминесценции, сравнение результатов расчѐтов сэкспериментомКак было отмечено ранее, чтобы связать концентрацию носителей скатодолюминесценцией, принималось дополнительное предположение, чтополная интенсивность катодолюминесценции пропорциональна количествуносителей во всех слоях структуры, а спектральное распределение может бытьполучено, если анализировать количество носителей в отдельных типах слоев.На Рисунке 7 представлена экспериментальная зависимость интенсивностикатодолюминесценции структуры с ZnSe- квантовой ямой с дробномонослойнойCdSe- вставкой (Рисунок 5) от энергии электронов при неизменном токе пучка[72].CdSe CL intensity (arb.

units)60004972300 K50004000300016 kV200010000051015202530e-beam accelerating voltage (kV)Рисунок 7. Экспериментальная зависимость интенсивности катодолюминесценции изквантовой ямы с CdSe – вставкой от энергии электронного пучка.Представленная зависимость интенсивности катодолюминесценции имеетмаксимум при энергии электронного пучка 16 кэВ, спадает практически до нуляпри энергии электронного пучка 5 кэВ и плавно уменьшается почти в 2 раза приувеличении энергии пучка до 30 кэВ.44На Рисунке 8 представлено вычисленное пространственное распределениеконцентрации неравновесных носителей при еѐ накачке электронами с энергией16 кэВ. Распределение потерь энергии электронов по глубине структуры быловзято в соответствии с данными, приведѐнными в Главе 3.В расчѐтах значения длины диффузии, времени жизни были взяты из[73, 74].Посколькуточныезначенияхарактеристикматериаловслоѐвполупроводниковых структур не всегда известны и могут значительно отличатьсядля различных образцов, то расчѐты производились для различных сочетанийпредполагаемых значений коэффициентов диффузии, длин диффузии и времѐнжизни неравновесных носителей заряда в разных слоях структуры.8n, dE/dx, arb.un.7QW (4)+QD (5)9ZnMgSSe (1)Boundariesof the waveguideZnMgSSe (7)GaAs (6)65432116keVn(x)00200400600800100012001400X,nmРисунок 8.

Схема структуры с наложенными на неѐ графиком распределенияэнергетических потерь электронного пучка для энергии 16кэВ по глубине структуры(зелѐная кривая). Коричневым цветом приведено распределение неравновесных носителейпо слоям структуры при облучении структуры электронным пучком с энергией 16кэВ.В круглых скобках пронумерованы слои структуры в соответствии с Таблицей №3.На Рисунках 9, 10, 11 представлены результаты численных экспериментовпо расчѐту зависимости интенсивности катодолюминесценции от энергииэлектронного пучка в предположении, что коэффициент диффузии является45одинаковым во всех слоях структуры и равен D = 6,25×10-4 м/c2 (Рисунок 9, 10) иD = 10-4 м/c2 (Рисунок 11).НаРисунке 9представленыерасчѐтныекривыеинтенсивностикатодолюминесценции, соответствуют различным значениям коэффициентаповерхностнойрекомбинациинавнешнейграницеструктуры,которыйварьировался от s= 1 м/с до s= 109 м/с.5,5CL-intension(CdSe-QD),arb.un.5,04,54,03,523,02,532,0451,51,0160,50,002468101214161820222426283032E,keVРисунок 9.

Зависимость интенсивности катодолюминесценции из активной областиструктуры 4972 от энергии электронного пучка при различных параметрах слоѐвструктуры.Коэффициент диффузии во всех слоях принимался равным D= 6,25×10-4 м/с2, времяжизни в ZnMgSSe –слоях τ1,7=0,04 нс, длина диффузии L1,7=0,158 мкм, в CdSe–вставкеτ5=1,64 нс, длина диффузии L5=1,01 мкм, в остальных слоях структуры τ2-6 = 0,4 нс, длинадиффузии L2-6= 0,5 мкм. Кривые 1, 2, 3, 4, 5, 6 соответствуют разным коэффициентамповерхностнойрекомбинациинавнешнейграницеструктуры:1- s=1 м/с, 2 – s= 103 м/с, 3 - s= 104 м/с, 4 - s= 105 м/с, 5 - s= 106 м/с, 6 - s= 109 м/с.Из сравнения Рисунка 7 и Рисунка 9 следует, что в экспериментеинтенсивность катодолюминесценции становится практически равной нулю приЕ0=5 кэВ и при уменьшении энергии пучка Е0 ниже 12 кэВ спадает гораздобыстрее, чем следует из расчетных кривых 1-3 (Рисунок 9), соответствующих46изменению коэффициента поверхностной рекомбинации на внешней границеструктуры от 1 до 104 м/с.

При этом максимумы расчѐтных кривых 1-4соответствуют Е0=14-15 кэВ и слегка смещаются в сторону увеличения энергииэлектронов Е0 с ростом коэффициента поверхностной рекомбинации на внешнейгранице структуры.Из сравнения Рисунков 7, 9 - 11 видно, что наблюдается согласиеэкспериментальной и расчетных кривых. Это свидетельствует о справедливостииспользуемой в расчѐтах модели. Численные эксперименты показали, что формарасчѐтных кривых слабо зависит от параметров структуры и практически неменяется при изменении любых параметров в достаточно широких пределах.Положение максимума расчѐтной кривой при изменении параметров можетизменяться, однако, не в очень широких пределах.Из Рисунка 4 можно видеть, что при энергии Е0=5 кэВ правый склон кривойпотерьпересекаетграницуверхнегозапирающегослояиволновода.Соответственно, число носителей, возникающих непосредственно в волноводе,соответствует хвосту распределения потерь и резко убывает с уменьшениемэнергии пучка.

Логично было предположить, что если отсечь возникающие вверхнем запирающем слое носители, задав в нем большой коэффициентрекомбинации, то можно добиться соответствия экспериментальным данным, чтои можно видеть, глядя на кривые 4-6 (Рисунок 9).При достижении коэффициентом рекомбинации значения s= 106 м/с ходкривойиположениеэкспериментальныммаксимумаданным.практическиДальнейшееточносоответствуютувеличениекоэффициентаповерхностной рекомбинации на внешней границе структуры вплоть до s= 109 м/сне приводит к изменению вида расчѐтной кривой.Аналогичныйрезультатполучается,еслизадатькоэффициентповерхностной рекомбинации малым s= 1 м/с на внешней границе по сравнениюсо значением s= 106 м/с на границе волновода с внешним ограничивающим слоем.47На Рисунках 10, 11 представлено влияние коэффициентов диффузии ивремѐн жизни в различных слоях структуры на форму кривых интенсивностикатодолюминесценции и положение еѐ максимума.4,5CL-intension(CdSe-QD),arb.un.4,03,513,042,522,01,531,00,50,02468101214161820222426283032E,keVРисунок 10.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее