Еталонні джерела оптичного випромінювання на основі явища електричного пробою у P-N-структурах на карбіді кремнію
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Еталонні джерела оптичного випромінювання на основі явища електричного пробою у P-N-структурах на карбіді кремнію
|
|
| Creator |
Генкін, Олексій Михайлович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.01 Твердотільна електроніка. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”. В роботі з’ясовані технологічні, експлуатаційні та конструкційні умови, за яких на основі сплавної технології виготовлення p-n-переходів, на промислових кристалах карбіду кремнію можливо отримати світлодіоди, що працюють у режимі електричного пробою, які можливо використовувати у якості еталонів потужності та спектрального складу випромінювання на спектральний діапазон 250¬700 нм, а також у якості імпульсних випромінювачів з субнаносекундною швидкодією. Розроблено конструкції цих приладів, лабораторна технологія їх виготовлення, елементи метрологічного забезпечення. Отримані нові відомості, щодо: впливу особливостей зонної структури матеріалу, температури та тривалої роботи на спектральний розподіл квантового виходу пробійної електролюмінесценції; особливостей спектрів випромінювання окремих мікроплазм; кінетичних властивостей пробійної електролюмінесценції. Результати дисертаційної роботи можливо використати для впровадження у практику еталонних випромінювачів та імпульсних світлодіодів. Отримані відомості можуть бути корисними для створення приладів на карбіді кремнію, що використовують явища у великих електричних полях. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.01 Твердотельная электроника. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт». В работе определены условия, при которых, на промышленных кристаллах карбида кремния, на основе сплавной технологии, при тщательной отработке технологических режимов, можно получить широкополосные, быстродействующие, высокостабильные светодиоды, работающие в режиме электрического пробоя (пробойные светодиоды). Для таких приборов нестабильность спектральной плотности интенсивности излучения в диапазоне 250700 нм не превышает 10% в течение 104 часов работы, интервале температур 290400 К. Выход годных приборов соответствует условиям серийного производства. Разработаны методики определения основных характеристик эталонных излучателей на диапазон мощности 10-1110-7 Вт. Определены закономерности влияния длительной работы на характеристики пробойных светодиодов, в частности на спектральный состав излучения. Выявлено, что стабильность характеристик пробойных светодиодов достигается в режиме развитого лавинного пробоя. На участках туннельного пробоя деградация приборов приводит к значительному уменьшению квантового выхода. Определены закономерности влияния температуры на спектральный состав пробойной электролюминесценции в зависимости от кристаллической модификации SiC, структуры p-n-перехода, его ориентации относительно кристаллографической оси С, величины рабочего напряжения, режима питания. Выявлено значительное ухудшение температурной стабильности излучателей на участках туннельного пробоя. Выяснилось, что одна из основных причин температурных изменений квантового выхода пробойных светодиодов состоит в температурном сдвиге спектральных полос по энергии фотона при слабом изменении их формы и амплитуды. Этот сдвиг обусловлен температурным изменением энергетических промежутков, соответствующих излучательным переходам. Разные по природе компоненты электролюминесценции имеют разные коэффициенты температурного сдвига. Это позволило в некоторых случаях разделить компоненты и сделать выводы по поводу типа электронных излучательных переходов. Выявлены компоненты с положительной величиной температурного коэффициента интенсивности излучения. В спектрах излучения некоторых отдельных микроплазм на кубическом карбиде кремния впервые выявлена при комнатной температуре периодическая структура, которая имеет характер осцилляций с периодом 0,10,5 эВ для различных образцов. Амплитуда полос коррелировала с величиной периода и при максимальной его величине была сравнима с интенсивностью фонового излучения. Аналогичная структура выявлена также в спектрах отдельных микроплазм на SiC-6H. Характеристики осциллирующей структуры отделены от характеристик фонового излучения и проведено их сравнение. Установлена разная зависимость этих характеристик от температуры и режима питания образца. Выявлена связь осциллирующей структуры в кубическом SiC с энергетическим зазором (Х3сХ1с) в зоне проводимости. Обсуждается возможность интерпретации осциллирующей структуры как проявления ванье-штарковской локализации в спектрах пробойной электролюминесценции. С временным разрешением 0,25 нс исследована релаксация ПЭЛ в ПС имеющих различную структуру и площадь p-n-перехода. Измерение релаксации проводилось в различных спектральных интервалах. Определены условия, при которых с помощью ПС могут быть получены импульсы излучения субнаносекундной длительности. Полученные данные могут быть использованы для создания и дальнейшего усовершенствования приборов, использующих явление электрического пробоя. Thesis for a scientific degree of the candidate of engineering sciences in speciality 05.27.01 ¬¬– Electronics of solid state. National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnique Institute”. Conditions for creation of light emitting diodes working in electrical breakdown regime have been determined. The floatable technology have been used. Light emitting diodes obtained is possible to use as standards of power and spectral composition of radiation, and although for creation of sources of short light impulses. Constructions of these devices, laboratorial technology of their fabrication, elements of metrological support have been worked out. New information about influence of zone structure of material, temperature and long-term work on the spectral distribution of quantum yield of breakdown electrical luminescence, about properties of single microplasmes, about kinetic of breakdown electrical luminescence have been obtained. Results of the thesis can be used for introduction of reference oscillator and impulse light-emitting diodes. The Information obtained can be useful for creation of devices based on silicon carbide, using phenomena in high electric fields. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2010-12-07T09:54:26Z
2010-12-07T09:54:26Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/642
|
|
| Language |
uk
|
|