بخشی از مقاله

چکیده

در این کار پژوهشی، یک نوع دیود نورگسیل - - LED در محدوده مادون قرمز که طول موج گسیل شده 1450 نانومتراست با استفاده از بخش اتلس نرم افزار سیلواکو شبیهسازی و برخی مشخصه های آن مانند نمودار جریان -ولتاژ، نمودار طول موج گسیل شده و همچنین نمودار تغییرات شدت نور خروجی بدست آمده است. نتایج حاصله با هدف راستی آزمایی با نتایج یک مقاله تجربی مقایسه شده است. در ادامه به منظور بررسی تاثیر چگالی آلایش بر عملکرد LED شبیه سازی شده، تغییراتی در چگالی آلایش ناحیه فعال اعمال و سپس تاثیر این تغییرات بر عملکرد LED بررسی و گزارش شده است.

مقدمه

دیودهای نورگسیل - LEDs - در طیف وسیعی از امواج الکترومغناطیسی کاربرد دارند و در سالهای اخیر استفاده از آنها با استقبال زیادی روبرو شده است.[1] از مشخصههای هر دیود نورگسیل میتوان به طول موج، شدت نور خروجی، ولتاژ آستانه اشاره کرد. یکی از چالشها در کاربرد دیودهای نورگسیل، دستیابی به طول موج مورد نظر و همچنین بهبود مشخصات اپتیکی و الکتریکی آن میباشد.

امروزه توجه به این دیودها برای دستیابی به طول موجهایی در محدوده مادون قرمز دارای اهمیت است.[1-2]  یکی از عوامل تاثیر گذار در مشخصه های دیودهای نور گسیل چگالی حامل های بار الکتریکی می باشد.[2-3] در این گزارش ابتدا یک نوع دیود نورگسیل در محدوده مادون قرمز شبیه سازی و سپس تاثیر چگالی حامل ها بر مشخصههای آن بررسی و گزارش شده است.

روش انجام شبیه سازی

دراین شبیه سازی طرحی با ساختاری مطابق شکل - 1 - استفاده شده است. یکی از اهداف این طرح دستیابی به طول موج در محدوده مادون قرمز میباشد لذا Si و Ge بر این اساس انتخاب شده است .[1-2] ابتدا لایه ای از جنس Ge و به ضخامت 100 نانومتر با آلایش نوع p بر روی زیر لایه ای از جنس Si قرار گرفته است. سپس لایه ای به ضخامت 300 نانومتر از جنس Ge و با آلایش نوع p به قرار دارد که محل اتصال الکترود کاتد برای تزریق الکترون ها می باشد. لایه بعدی از جنس Ge و با آلایش نوع n می باشد.

ضخامت این لایه 300 نانومتر بوده و محیط فعال این دیود نور گسیل است. بر روی محیط فعال، لایه دیگری از جنس Ge با ضخامت 100 نانومتر و با آلایش نوع n، به عنوان لایه میانی در نظر گرفته شده است. در انتها هم لایه ای به ضخامت 100 نانومتر از جنس Si و با آلایش نوع n به منظور اتصال الکترود آند در نظر گرفته شده است.با توجه به اینکه چگالی حامل های بار الکتریکی متغیر انتخاب شده است، لذا اختلاف چگالی بار ایجاب میکند که برای انتقال بار مدل پخشی لحاظ شود. از طرفی با اعمال پتانسیل الکتریکی و در نتیجه وجود میدان الکتریکی ضرورت دارد که سهم سوق الکترونها در هدایت الکتریکی منظور شود.  جریان حفرهها را توصیف میکند.

بحث و تحلیل نتایج

نتایج بدست آمده شامل دو بخش می باشد که در بخش اول به راستی آزمایی نتایج شبیه سازی می پردازد و بخش دوم، تاثیر چگالی حاملهای بار الکتریکی بر عملکرد دیود را شامل می شود.

بخش اول: در این بخش جهت راستی آزمایی، نتایج به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی مرجع [8] مقایسه شده است. در ابتدا بر اساس پارامترهای مشخص شده در جداول 1و2 شبیه سازی انجام گردیده و برخی مشخصه های آن با مرجع [8] مقایسه شده است. در شکل 2 نمودار I-V بدست آمده از شبیه سازی با مرجع [8] مقایسه گردیده که بیانگر مطابقت نتایج شبیه سازی و نمونه تجربی می باشد. همچنین در شکل 3، مقایسه تغییرات شدت نور خروجی از LED شبیه سازی شده با مرجع [8] نشان می دهد که نتایج دارای تطابق خوبی هستند. شکل 4 هم نشان میدهد که طول موج بدست آمده از شبیه سازی در محدوده 1450نانومتر می باشد.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید