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Optische Halbleiterbauelemente
optical semiconducting devices Haynl Ines
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Überblick LEDs Halbleiterlaser VCSELs Solarzellen Quellen
direkter / indirekter Halbleiter Wellenlängenabhängigkeit / Farbmischung III-V-Halbleiter Halbleiterlaser Absorption / spontane und stimulierte Emission Resonatoren VCSELs Aufbau DBR Bragg Reflektor Solarzellen Photovoltaischer Effekt Quellen
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Leuchtdiode (LED) Diode mit Spannung in Durchlassrichtung
Direkter Halbleiter (z.B. GaAs) Emission von Photonen Indirekter Halbleiter (z.B. Si) Phononenanregung
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Leuchtdiode (LED) AlGaAs – rot und infrarot GaAlAs –rot
GaAsP/AlInGaP – rot, orange und gelb GaP – grün SiC –blau ZnSe – blau InGaN/GaN – UV, blau und grün Weiße LEDs
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Leuchtdiode (LED) Aktuelle Forschung: OLEDs
Vorteile gegenüber Glühlampen: weniger Energie weniger Wärme unempfindlich gegenüber Erschütterung kürzere Schaltzeiten Helligkeit wächst mit Leistungsaufnahme exponentiell ansteigende Strom-Spannungskennlinie häufigste Vertreter: III-V Halbleiter
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LED-Prinzip Halbleiterlaser
induzierte Emission >> spontane Emission Besetzungsinversion Verluste der Strahlungsmode < Gewinn Resonator
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VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)
Licht wird senkrecht zur Chipebene emittiert DBR (Distributed Bragg Reflector): alternierende Schichten von Halbleiter und Dielektrikum Reflexionsgrad von über 99%
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Solarzellen Umwandlung von Photonenenergie in elektrische Energie
Photovoltaischer Effekt p-n-Übergang möglichst nahe an Oberfläche n+ Dotierung / p Dotierung
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Quellen Introduction to Solid State Physics, Ch. Kittel
Bauelemente der Halbleiterelektronik, H. Tholl
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