Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Конструктирование оптикоэлектронной аппаратуры

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

При 0ТОМ в рассматриваемой системе граница перехода от лрямой к непрямой структуре энергетических зон описываете» соотношением

0,909 -О,Шхс+ 0,625x1

0.625x + 0,205

Изменение состава твердых растворов Ini-x-j/GaxAlj/P вдоль границы перехода приводит к плавному увеличению ширины запрещенной зоны от 2,23эВ в 1по,270ао,7зР до 2,33 эВ в 1по,5бА1о,44Ро Именно последнее обстоятельство представляет особый интерес для достижения максимальной удельной яркости в структурах на основе твердых растворов А"В.

С точки зрения оценки потенциальной технологичности рассматриваемой системы особый интерес представляет установление композиционйой зависимости постоянной решетки, поскольку для получения совершенных эпитаксиальных слоев необходимо соблюдение условия изопериодичности материала подложки. Использование интерполяционной процедуры позволяет [124] получить композиционную зависимость постоянной решетки в виде

а(х, у) = 5,869 - 0,418 д;-0,430 у. (6.4)

В соответствии с соотношением (6.4) при изменении состава твердых растворов в Ini-jc-j/GaxAlj/P вдоль фазовой траектории л;=0,51-О.ОЗу, обеспечивающей изопериодичность подложке GaAs, при ОО.Зб, имеет место прямой тип зонной структуры, а при />>0,36 - непрямой. При этом могут быть получены гетероструктуры, излучающие в диапазоне от красной области спектра до ееленой. Вместе с тем при создании коротковолновых источников излучения существенны коррозионная неустойчивость структур с большим содержанием А1. Следует ожидать, что указанные трудности скажутся в меньшей степени при эпитаксии твердых растворов Ini-x-i/GaxAlyP, изопериодических подложек GaAso,6Po,4, так как при изменении состава вдоль фазовой траектории л;=0,71- 0,039у коротковолновое излучение может быть получено при существенно меньшем содержании А1.

Самостоятельный интерес могут представить непрямозонные твердые растворы Ini-x-yGzxklyP, изопериодические А1Р. Как уже отмечалось ранее, одной из причин, обусловливающих уменьшение эффективности излучательной рекомбинации в твердых растворах Gai 3cAlxP, является небольшое, но конечное рассогласование постоянных решетки А1Р и GaP. Использование твердых растворов в области составов, описываемой фазовой траекторией х = = 0,97(1-у) и соответствующей условию изопериодичности AlP, может существенно улучшить согласование постоянных решетки слоев с большим содержанием А1Р.

Оценка потенциальных возможностей системы In-Ga-А1-Р с точки зрения достижения максимальной яркости показывает, что в случае гомоструктур lui-yGaAlyP, изопериодических GaAs [124], максимальное значение удельной яркости следует ожидать 148



в желтой области спектра (?l»585 нм), при этом Ьуд=7-10 кд/м.

В настоящее время для получения гетероэпитаксиальных структур в In-Ga-AI-Р на подложках GaAs используются методы молекулярно-лучевой эпитаксии и осаждения из паровой фазы металлорганических соединений. В основном указанные ге-тероструктуры предназначены для разработки полупроводниковых гетеролазеров видимого диапазона спектра [139].

Имеется еще одна четырехкомпонентная система [ИО], в которой возможна генерация излучения в видимой области спектра: А1-Ga-Р-As. Указанная система не обеспечивает радикального увеличения ширины запрещенной зоны по сравнению с рассмотренными выше системами, что составляет их основное достоинство. Вместе с тем твердые растворы AUGai-xPj/Asi-j, с малым содержанием Р обеспечивают лучшее согласование постоянных решетки слоя и подложки. Указанное обстоятельство связано с тем, что, хотя при температуре эпитаксии постоянные решетки подложки GaAs и слоя AlGai-jcAs практически совпадают вследствие различия температурных коэффициентов расширения, условие изопериодичности нарушается при комнатной температуре. Переход к четырехкомпонентным твердым растворам AlcGai-acPj/Asi-y. 1С у=0,01 позволяет в значительной степени решить эту проблему.

6.4. ЦВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПРОБЛЕМА КОСМОЦВЕТНЫХ ИНДИКАТОРОВ

Большая емкость цветового восприятия человеческого глаза,, способного чувствовать не только основные цветовые тона (синий,, зеленый, желтый, красный), но и множество полутонов, ставят ряд проблем, связанных с адекватным цветовым отображением, визуальной информации [141-143].

Первая проблема связана с тем, что пороги цветовой чувствительности человеческого глаза при освещении дневным светом существенно зависят от пиковой длины волны излучения, что необходимо учитывать при проектировании ПЗСИ. В соответствии с данными, приведенными в работе [143], в условиях внешней засветки солнечным светом с яркостью 34 260 кд/м цветовой контраст излучения с длиной волны 630 нм воспринимается уже три яркости 700... 1000 кд/м, в то время как в желто-зеленой области спектра (Я=570 нм) наблюдается заметное ухудшение порога цветовой чувствительности. В этом случае необходимая-яркость излучения составляет 4500 кд/м. Вместе с тем именно указанная спектральная область соответствует доминирующей длине волны серийно выпускаемых диодов на основе GaP: N. В-то же время смещение длины волны излучения до Я=555 нм (максимум кривой видности) приводит к двухкратному уменьшению порога чувствительности. Успешная разработка эффективных материалов, обеспечивающих насыщенный зеленый цвет свечения,



таким образом, в значительной степени решает проблему улучшения цветовой контрастности источников спонтанного излучения в ееленой области спектра. Вместе с тем, как видно из рис. 6.3, дальнейшего улучшения цветового контраста можно добиться при смещении длины волны излучения в область длин волн короче •545 нм, что в принципе реализуется при использовании систем Gai-i-AljcP или Ini-x-yGaxMyP. К сожалению, недостаточная эффективность излучения в первом случае и серьезные технологические проблемы - во втором, отодвигают практическое решение указанной проблемы на ближайшее будущее.

В соответствии с рис. 6.3 области высокой цветовой контрастности в желтой и красной областях спектра соответствуют длинам волн 588...698 и 610...630 нм. В первом случае имеется возможность альтернаивного выбора, поскольку освоен выпуск структур джелтого цвета свечения на основе GaAsi-jFj: N и Ini-GaxP. При этом в перспективе, по-видимому, предпочтение будет отдаваться структуре Ini-xGaP, поскольку она характеризуется большей эффективностью излучательной рекомбинации и лучшей монохроматичностью генерируемой люминесценции.

Разработанные к настоящему времени структуры красного цвета свечения на основе GaAsi-Pj, AlxGai-xAs дают излучение в спектральном диапазоне (r?i650 нм), не оптимальном по цветовой контрастности. Обусловлено это тем, что разработчики эпитаксиальных структур на первом этапе стремились достичь максимальной эффективности излучения, что в первую очередь связано •с особенностями зонной структуры материалов. Принципиальный интерес представляет разработка приборов, излучающих на длине волны менее 630 нм. При этом имеется два альтернативных решения: использовать структуры на основе непрямозонных твердых растворов GaAsi-yPj;: N, выращенных ГФЭ на подложках GaP и легированных изоэлектронной примесью азота [141]; использовать структуры на основе твердых растворов GaAsi-jPj в переходной

LmBt/Icp-cm)


530 570

Рис. 6.3. Спектральная зависимость энергетической яркости монохроматического излучения, соответствую-вдего порогу цветоощущения

У 0,8

0,6 0,2

о 0,2 0,4 0,6 x

Рис. 6.4. Цветовой график МКО.

Вершины цветового графика А, В, С соответствуют монохроматическому свету с длиной волны 520, 700 и 400 нм. Точка W соответствует белому цвету свечения U=j,= l/3).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78



0.013
Яндекс.Метрика