Optyka nanostruktur Studnia kwantowa Studnia kwantowa Gęstość ...
Wzrost pseudomorficzny Optyka...
-
Upload
vuongkhanh -
Category
Documents
-
view
226 -
download
1
Transcript of Wzrost pseudomorficzny Optyka...
Optyka nanostruktur
Sebastian Maćkowski
Instytut FizykiUniwersytet Mikołaja KopernikaAdres poczty elektronicznej: [email protected]: 365, telefon: 611-3250
SL 2008/2009
Wzrost pseudomorficzny
SL 2008/2009
naprężenie ściskające
Ekscyton
SL 2008/2009
Mody wzrostu
SL 2008/2009
Frank van der Merwe
Stranski-Krastanov
Volmer-Weber
Diagram fazowy
SL 2008/2009
tak powstają kropki kwantowe
Spektroskopia optyczna
SL 2008/2009
Własności optyczne QW
SL 2008/2009
zależność energii emisji ekscytonu od szerokości studni kwantowej
pomiar energii wiązania ekscytonu
Własności optyczne QW
SL 2008/2009
obserwacja biekscytonów
Własności optyczne QW
SL 2008/2009
Własności optyczne QW
SL 2008/2009
ekscyton skośny efekt Starka
Generacja nośników
SL 2008/2009
generacja optyczna złącze pin
Domieszkowanie
SL 2008/2009
domieszkowanie modulacyjne:wysokie koncentracje i rekordowe ruchliwości nośników wskutek oddzielenia nośników od zjonizowanych domieszek
Bell Labs 1978
Trion
SL 2008/2009
Naładowany ekscyton
SL 2008/2009
dla CdTe: R~13 meV
dla 2D – wzrost energii wiązania o rząd wielkości
Naładowany ekscyton
SL 2008/2009
udowodnienie istnienia ujemnie naładowanego ekscytonu:
stwierdzenie innej energii wiązania dla D0Xzachowanie w polu magnetycznym
EB=2.65meV
Naładowany ekscyton
SL 2008/2009
EB=4.4meV
linia Y wykazuje silną
polaryzację kołową σ+
linia X słabo spolaryzowana
polaryzacja linii Y zanika ze wzrostem temperatury
Studnie profilowane
SL 2008/2009
kontrolowana i stopniowa zmiana koncentracji – możliwość tworzenia innych niż prostokątne studni kwantowych
Studnia trójkątna
SL 2008/2009
Studnia paraboliczna
SL 2008/2009
wzrost cyfrowy (digital growth)
Studnia paraboliczna
SL 2008/2009
oscylator harmoniczny
Struktury schodkowe
SL 2008/2009
skokowa (lub ciągła) zmiana wybranego parametru studni kwantowej przy zachowaniu
pozostałych parametrów
Struktury schodkowe
SL 2008/2009
Triony raz jeszcze
SL 2008/2009
Dygresja aparaturowa
SL 2008/2009
CCD
Detektor CCD
SL 2008/2009
Kondensator MOS
złącze metal – izolator – półprzewodnik: podstawowy element CCD
SL 2008/2009
Kondensator MOS
akumulacja zubożenie inwersja
półprzewodnik typu p
SL 2008/2009
przyłożenie napięcia Vg: odpływ dziur – warstwa zubożonawolne elektrony na złączu
absorpcja fotonu: rozbicie pary elektron-dziurabrak rekombinacji w warstwie zubożonej
Pojedynczy kondensator
pixel – picture element
Si, typ p, w warunkach inwersji kondensator elektronowy
SL 2008/2009
Frontside illumination
grubość warstwy krzemu domieszkowanego na typ p
~ 100 µm
problem: silna absorpcja dla fali krótszych niż 400 nm
oświetlenie poprzez elektrodę pierwsze CCD – metal (max. 512) obecnie – cienka warstwa krzemu silnie domieszkowana
SL 2008/2009
Backside illumination
warstwa krzemu ~ 10 µm(nie może być zbyt cienka!)opracowanie technologii ~ 10 latsilne niejednorodności w procesie ścieniania, tworzenie się tlenków
dużo lepsza czułość w zakresie świtała widzialnego i nadfioletukonieczność dyfuzji nośników wygenerowanych przez fotony do strefy zubożonejniekorzystny wpływ stanów powierzchniowych
wniosek: życie nie jest proste ☺
SL 2008/2009
Zadania CCD
detektor CCD musi wykonać cztery podstawowe zadania
1. Wytworzenie ładunku (poprzez efekt fotoelektryczny wewnętrzny)
2. Zmagazynowanie ładunku (dzięki napięciu bramki)
3. Przekaz ładunku (dzięki sekwencji napięć na elementach piksela)
4. Odczyt ładunku – paczki ładunku detekowane są jako napięcie
SL 2008/2009
Przekaz „ładunku”
SL 2008/2009
Przekaz ładunku
SL 2008/2009
Przekaz ładunku
sekwencja napięć prowadzi do transferu ładunkudetektor CCD trójfazowy
SL 2008/2009
Przekaz ładunku
SL 2008/2009
Wydajność kwantowa
front-illuminated CCD (FI)
front-illuminated CCDz pokryciem UV
SL 2008/2009
Wydajność kwantowa
front-illuminated CCD (FI)
SL 2008/2009
Wydajność kwantowa
open electrode CCD (OE): wzrost wydajności w zakresie UV
SL 2008/2009
Wydajność kwantowa
back-illuminated CCD
poprzez warstwę AR możliwa zmiana maksimum czułości
SL 2008/2009
Wydajność kwantowa
back-illuminated CCD
SL 2008/2009