Nanocrystal silicon based visible light emitting pin diodes
Nanokristal silisyum tabanlı görünür ışık yayan pin diyotlar
- Tez No: 285727
- Danışmanlar: PROF. DR. BAYRAM KATIRCIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- 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: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Geniş yüzeylerde düşük maliyetli gösterim sistemlerinin üretimi, standart silisyum (Si) tabanlı tamlayıcı metal oksit yarıiletken (CMOS) teknolojisiyle uyumlu ışık yayan bir malzemeyi gerektirmektedir. Dolaylı yasak enerjili bir yarıiletken olan kristal Si çok zayıf optik özelliklere sahiptir. Hidrojenlenmiş amorf Si (a-Si:H) tabanlı geniş yasak enerji aralıklı alaşımlar ise, momentum korunumunun esnemesi sayesinde, oda sıcaklığında görünür bölgede güçlü foto-ışıma (PL) sergilerler. Ancak bu alaşımlar kullanılarak üretilen diyotların elektroışıma (EL) şiddeti, akım yoğunluğunun, yerelleşmiş kusurlar tarafından sınırlandırılması nedeniyle yetersiz kalır.Bu çalışma çerçevesinde, önce, plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) sistemiile büyütülen amorf silisyum nitrür (a-SiNx:H) ince filmlerin ışıma özellikleri azot miktarınagöre analiz edildi. Sonra, üretim koşulları değiştirilerek p- ve n-tipi hidrojenlenmişnanokristal Si (nc-Si:H) filmlerin katkılanma verimliliği en uygun hale getirildi. Daha sonraise, bu katkılanmış tabakaların kalitesi türdeş eklem pin yapılar denetlenerek geliştirildi.Türlü eklem pin ışık yayan yapılarda (LEDs), ışıyan etkin tabaka olarak a-SiNx:H kullanıldı.Taze diyotların EL verimliliği beklendiği gibi çok düşüktü. Çözüm olarak, üretilen diyotların etkin tabakası, yüksek elektrik alan altında, yer yer nano-kristal Si oluşumuna uğratılarak, tüm diyot yüzeyinden güçlü görünür ışıma elde edilmiştir. Bu dönüşmüş yapının akım-voltaj (I-V) ve EL özellikleri ayrıntılı incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
The production of low cost, large area display systems requires a light emitting materialcompatible with the standard silicon (Si) based complementary metal oxide semiconductor(CMOS) technology. The crystalline bulk Si is an indirect band semiconductor with verypoor optical properties. On the other hand, hydrogenated amorphous Si (a-Si:H) based widegap alloys exhibit strong visible photoluminescence (PL) at room temperature, owing to therelease of the momentum conservation law. Still, the electroluminescence (EL) intensity fromthe diodes based on these alloys is weak due to the limitation of the current transport by thelocalized states.In the frame of this work, first, the luminescent properties of amorphous silicon nitride(a-SiNx:H) thin films grown in a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) systemwere analyzed with respect to the nitrogen content. Then, the doping eciency of p- andn-type hydrogenated nanocrystalline Si (nc-Si:H) films was optimized via adjusting the depositionconditions. Next, the junction quality of these doped layers was checked and furtherimproved in a homojunction pin diode.Heterojunction pin light emitting diodes (LEDs) were fabricated with a-SiNx:H as theluminescent active layer. The EL eciency of the fresh diodes was very low, as expected.As a solution, the diodes were electro-formed under high electric field leading to nanocrystallizationaccompanied by a strong visible light emission from the whole diode area. Thecurrent-voltage (I-V) and EL properties of these transformed diodes were investigated in detail.
Benzer Tezler
- Silicon nanostructures for electro-optical and photovoltaic applications
Silisyum nanoyapıların opto-elektronik ve fotovoltaik uygulamaları
MUSTAFA KULAKCI
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Production of hydrogenated nanocrystalline silicon based thin film transistor
Hidrojenlenmiş nanokristal silisyum tabanlı ince film transistör üretimi
TAMILA ALIYEVA
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. İSMAİL ATILGAN
- Nanokristal yapılı silisyumlarda sıcaklığa ve lazer gücüne bağlı fotoışıma
Temperature and laser power dependence of photoluminescence in nanocrystalline silicone
İBRAHİM İNANÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ALİ SERPENGÜZEL
PROF. GÜLEN AKTAŞ
- Towards silicon based light emitting devices: Photoluminescence from terbium doped silicon matrices with or without nanocrystals
Silisyum ışık yayan diyotlara doğru: Terbiyum ile katkılanmış nanokristal içeren veya içermeyen Silisyum matrislein fotolüminesansı
BUKET KALELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. ERCAN YILMAZ
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Silisyum tabanlı nanokristallerin yapısal ve optiksel incelenmesi
Structural and optical investigation of silicon-based nanocrystals
DİLEK ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAhi Evran ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA ÖZTÜRK
PROF. SEDAT AĞAN