Enhancing light extraction efficiency of IngaN/GaNmulti quantum well light emitting diodes with embedded two dimensional photonic crystal structures
İki boyutlu fotonik kristal yapıları gömülü IngaN/GaN çoklu kuantum kuyulu ışık saçan diyotların ışık çıkarım verimlerini artırma
- Tez No: 275039
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİM ÇIRACI, YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA, YRD. DOÇ. DR. BİLGE İMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 252
Özet
III-nitrürlerin potansiyel olarak sahip oldukları performans, yüksek kırılma indisleri nedeniyle oluşan tam yansımadan dolayı ketlenmektedir. Kırılma indisi 2.7 olan galyum nitrür içinde yol alan ışık, gelme açısı 22° ila 24° arasında olan kritik eşikten fazla olması durumunda hava-galyum nitrür sınırından geçememekte ve gerisingeriye malzeme içine yansımaktadır. Bu durumda, galyum nitrür tabanlı ışık saçan diyotların kuvantum kuyularında üretilen ışığın yalnızca %12'den daha az bir kısmı cihaz dışına çıkabilmektedir. Bu ışığın %66'lık büyük bir kısmı galyum nitrür içinde hapsolmakta, %22'lik bir kesimi ise taban malzeme olan safir içinde yönlenmektedir. Bu tez çalışmasında, galyum nitrür tabanli ışık saçan diyotların ışık çıkarım verimlerini artırmak için iki boyutlu fotonik kristal yapıları kullanılmıştır. Bu bağlamda, Kaliforniya Santa Barbara Üniversitesi işbiliğiyle Amerika'da büyütülen galyum nitrür tabanli malzemeler, Orta Doğu Teknik Üniversitesi ve Bilkent Üniversitesi'nde işlenmiş olup ardından fotonik kristal yapıları p katkı malzemeli katman üzerine basılmıştır.Bu tez iki ana çalışmadan oluşmuştur. Bu çalışmalardan bir tanesi karakterizasyon ve üretim çalışmalarıyken diğer çalışma simülasyon ve modellemeleri kapsamaktadır. Karakterizasyon ve üretim aşamasında öncelikle galyum nitrür malzemesinin reaktif iyon delme (RIE) sistemiyle işlenmesi karakterize edilmiştir. Karakterizasyon bölümünün tamamlanmasının ardında p tipi katkılama aktivasyonu Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nde yapılmıştır. Ardından Amerika'da üretilmiş olan bu malzemelerin ışık saçan diyot üretimi sürecindeki işlemler Bilkent Üniversitesi bünyesindeki sınıf-100 mertebesinde bulunan temiz odada yürütülmüş ve karakterizasyon sırasında edinilen bilgiler ışığında diyot üretimi başarıyla tamamlanmıştır. Son bir basamak olarak fotonik kristal yapıları karesel ve üçgensel geometrilerde olmak üzere elektron ışını yazıcısında diyotlar üzerine basılmış ve reaktif iyon sisteminde son halini almıştır.
Özet (Çeviri)
Potential performance of III-Nitride based devices is hindered mainly because of an optical phenomenon called total internal reflection (TIR). With a refractive index of 2.7, GaN material has 22°-24° critical angle which means less than 12% of light can just escape the structure. While 66% of the light generated in quantum well region of a GaN based light emitting diode (LED) is trapped in the GaN layer, 22% of the light is guided in the sapphire substrate. In order to increase the extraction efficiency of GaN based LEDs, two dimensional photonic crystals were used in this thesis. LED wafers used were fabricated in collaboration with University of Santa Barbara, California (UCSB). These LED wafers were processed in the scope of the thesis and photonic crystal (PC) structures were patterned on the p layer of the device.This thesis work is concentrated on two parts; first part is characterization and fabrication, and second part is simulation. In characterization and fabrication part, firstly GaN material etching characterizations were completed using dry etching method by reactive ion etcher (RIE). After characterization step was completed, p doping activation was done and then LED wafers were processed in clean room class-100 environment, As a final step, two dimensional square and triangular photonic crystal lattice structures were patterned by using electron beam writer and these structures were transferred on to p layer of GaN LED by using RIE. Measurements and imaging regarding material and optical properties, fabrication quality and extraction enhancement.
Benzer Tezler
- Optimization of cultivation conditions and engineering by random mutagenesis for high lipid production in Schizochytrium sp. S31
Schizochytrium sp. S31'in üretim koşullarının iyileştirilmesi ve rastlantısal mutasyon ile geliştirilmesiyle yüksek oranda lipid eldesi
NURCAN VARDAR
Doktora
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN GÜL-KARAGÜLER
PROF. MELEK TÜTER
- Doku ve renk öznitelikleriyle tarla görüntülerinden bitki ve fenolojik evrelerinin çıkarımı
Plant and phenology recognition from field images using texture and color features
FATİH GÜLAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULUĞ BAYAZIT
- Kırşehir bölgesi nefelinli siyenit kayaçlarından lityum kazanımının araştırılması
Başlık çevirisi yok
ZEYNEP ÜÇERLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GÜNEY
- Recovery of rare earth elements (REEs) from leach solutions by solvent extraction with predispersion
Liç çözeltilerinden nadir toprak elementlerinin (NTE) ön dağıtımlı çözücü ekstraksiyon yöntemiyle kazanılması
MUHAMMAD ZUBAIR RAHIM
Doktora
İngilizce
2024
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ İHSAN AROL
- Investigating the effects of nanostructured dielectric lithium fluoride and plasmonic gold interlayers in organic photovoltaics, including the use of In-Situ impedance spectroscopy
Nanoyapılandırılmış dielektrik lityum florür ve plazmonik altın aratabakaların organik fotovoltaikler üzerindeki etkilerinin In-Situ impedans spektroskopisi de dahil incelenmesi
HASAN KURT