Abstrakti
Valaistus kuluttaa merkittävän osan sähköenergiasta maailmanlaajuisesti. Valaistuksen hyötysuhteen parantaminen on siis yksi merkittävimmistä menetelmistä vähentää kasvihuonepäästöjä. Vaikka loistediodien (LEDs, engl. light emitting diodes) nopea kehitys ja niiden ylivoimainen hyötysuhde kilpaileviin teknologioihin on antanut LED:eille jalansijaa myös yleisvalaistuksessa, LED-teknologia tarvitsee vielä tutkimusta, jotta ne voisivat täydellisesti korvata vaihtoehtoiset teknologiat.
Perinteinen LED perustuu kaksoisheteroliitokseen (DHJ, engl. double heterojunction), jossa aktiivinen alue on valmistettu p- ja n-tyyppiseksi seostettujen alueiden väliin. Kytkemällä jännite rakenteen yli elektronit ja aukot liikkuvat sähkökentän mukaisesti ajautumisvirtana seostetutuista alueista kohti aktiivista aluetta, jossa ne rekombinoituvat vapauttaen energiaa fotoneina. Varaustenkuljettajien syöttö on perinteisessä LED-rakenteessa tyypillisesti erittäin hyvä. Haasteita ilmenee uusissa, eksoottisissa LED-rakenteissa, jotka perustuvat lähellä pintaa oleviin nanorakenteisiin. Näissä tapauksissa DHJ:n valmistaminen on hankalaa ja varaustenkuljettajien syöttö on usein heikkoa.
Tämä väitöskirja esittelee kokeellisia tutkimuksia uudesta diffuusioon perustuvasta LED-rakenteiden viritysmenetelmästä. Menetelmässä aktiivisen alueen ei tarvitse olla seostettujen alueiden välissä. Kokeelliset todisteet menetelmän toimivuudesta näytetään kahdella eri tyyppisellä prototyyppirakenteella. Ensimmäinen prototyyppi on pn-liitoksen alle haudattu monikvanttikaivorakenne. Toisessa prototyypissä yksittäinen kvanttikaivo on pn-liitoksen päällä. Ensimmäinen koerakenne osoitti, että pn-liitoksen ulkopuolelle valmistetun aktiivisen alueen viritys onnistuu. Toisella rakenteella havaittiin merkittävä hyötysuhteen parannus. Se myös osoitti, että pinnassa sijaitseva rakenne voidaan virittää sen alla olevalla pn-liitoksella.
Mahdollisia sovelluksia menetelmälle löytyy jo mainittujen sovellusten lisäksi vihreiden puolijohdevalolähteiden valmituksessa sekä pii-teknologiaan integroitavissa valolähteissä.
Julkaisun otsikon käännös | Diffusiolla viritetty loistediodi |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-6581-6 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-6582-3 |
Tila | Julkaistu - 2015 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli) |
Tutkimusalat
- galliunnitridi
- III-nitridit
- diffuusio