1.Właściwości optoelektroniki: a)większa obc.funkcjonalna d)pełna izolacja galwaniczna e)kompat.z tech.planarną. 2.Widmo ekscytonowe a)ekscyton ma większą energię kinetyczną d)oddziaływanie kolumbowskie elektron-dziura 3.Charakt.optyczne ciała stałego to: c)wsp.absorbcji e)odbicie 4.Mechanizmy absorbcji: a)abs.fononowa c)abs.elektronowa 5.Lumen to: c)jednostka promienia świetlnego 6.Grubość krytyczna wartwy epitaksjanej: a)grubość obszaru przejściowego heterozłącza d)max grubość warstwt w pełni naprężonej 7.Typy epitaksji c)transport za pomocą wiązki molekularnej e)epitaksja z roztworu ciekłego 8.Wydajność kwantowa zewnętrzna zależy od: a)poziomu domieszkowania dom.akcept. c)poziomu wtrzyk.elektr. d)wielkości rekombinacji niepromienistej 9.Warunki progowe emisji laserowej w rez. F-P a)częściowa transmisja tylko przez jedno zwierciadło R1 c)w zwierciadłach zachodzą zj.absorbcji,rozpraszania. f)musi wystąpić inwersja obsadzeń 10.Dobroć rezonatora lasera to stosunek: c)energii modułu emit.do sumy strat w rezon.e)częstorl.do szerok.połówkowej emit.światła 11.Objaśnic skróty: LAOS-Light amplifing optical shwich,SH-single heterostrukture.MQW-multi quantum well LD-laser diod DFB-disributed field back 12.Zwierciadło DBR to: a)zwierc.bragowskie c)zwierciadło lasera VCSEL d)zwierc.z rozłożonym sprzężeniem bragowskim 13.Laser szerokokontaktowy: a)duże prawdop.wypalania dziur w widmie emisyjnym d)większy wpływ temp.na charakt.emisyjną.14.Detektory promieniowania-wymagania: b)liniowość charakt.czułości widmowej d)mały prąd ciemny f)mała pojemność detektora

1.Właściwości optolelektroniki -wieksza obciazalnosc funkcjonalna, - brak sprzezenia zwrotnego, - kompatybilnosc z technika krzemową...2.Widmo fononowe - skwantowane drgania sieci krystalicznej, - energia zalezy od wektora falowego....3.Charakterystyki optyczne ciała stałego - przechwyt fotonow o odpowiedniej czestotliowsci, - wspolczynnik zalamania, - odbicie...4.Związki AIIIBV - to zwiazki galu, glinu i indu z azotem, --tworza szereg roztworow stalych, - to zwiazki galu, glinu, i indu z arsenem i fosforem. 5.Heteroepitaksja to monokrystalizacja krysztalow - AIIIBV na podlozu z materialu AIIIBV, -AIIIBV -N naszafirze, 6.Podłoza powinny charakteryzować się: - dobrą łuplikością, - odpowiednia orientacja krystalograficzna, - odpowiednia geometrią, 7.Podział epitaksji - transport za pomocą wiązki molekularnej, - krystalizacja w fazie gazowej, 8.Wydajność kwantowa wewnetrzna zalezy od- koncentracji defektow, - poziomu wstrzykiwania elektronów, - wielkosci pradu elektronowego zlaczu emitera. 9.Warunki progowe emisji laserowej - czesciowa transmisjs tylko przez jedno zwierciadło R1, - w zwierciadłach zachodzą zjawiska absorbsji,rozpraszanie, --musi wystąpić inwersja obsadzeń, 10.Dobroc rezonatora lasera to stosunek- energii modu emitowanego do sumy strat, - czestoliwosci do szerokości połowkowej emitowanego światła. 11.Rodzaje rezonatorów- F-P, - MQW, -DBR. 12.Zwierdziadło DFB to zwierciadlo z rezonatorze F-P, --zwierciadlo z rozlozonym sprzezeniem braglowskim. 13.Laser paskowy charakterzuje się - mniejszym migotaniem - wieksza gestosc mocy z okna emisyjnego. 14.Detektory promieniowania - wymagania: liniowosc charakterystyki czułości liniowej, --maly prad nasycenia, --mała pojemność detektora.

Migotanie lasera oznacza zmianę częstotliwości światła emitowanego przez laser półprzewodnikowy, w czasie trwania impulsu. Zjawisko występuje przy bezpośredniej (prądowej) modulacji lasera i prowadzi do poszerzenia linii spektralnej emitowanego światła. Przyczyną jest zmiana gęstości nośników swobodnych w warstwie aktywne, co prowadzi zmiany współczynnika załamania i w końcu do zmiany częstotliwości światła (modu) lasera. Niektóre lasery migoczą bardziej niż inne (zależy to głównie od materiału warstwy aktywnej). Migotanie może być przezwyciężone poprzez zastosowanie zewnętrznej modulacji światła. Samo słowo migotanie (po angielsku chirp oznacza ćwierkać) odnosi się do zmiany częstotliwości.

LPE (liąuid phase epitaxy) - epitaksja z fazy ciekłej.Krystalizacja zachodzi w warunkach bliskich równowadze termodynamicznej (równowagowych). Temp. krystalizacji - temp. liqudusa (zamiany 20÷30 K) -> grubość warstwy wprost proporcjonalna do szybkości schładzania .Procesy fizyczne (transport, zarodkowanie, rozrost zarodków); szybkość zależy od najwolniejszego etapu ZALETY prosta budowa stanowiska,proste sterowanie wzrostem warstw WADY- ograniczona liczba warstw (brak zastosowania w nowoczesnych konstrukcjach),brak możliwości otrzymywania niektórych wieloskładnikowych roztworów stałych,niemożliwe otrzymywanie na dużych powierzchniach niskowymiarowych, jednorodnych struktur

VPE (vapour phase epitaxy) - epitaksja z fazy gazowej .Osadzany związek pół­przewodnikowy powstaje w wyniku reakcji chemicznych zachodzących na podłożu. - krystalizacja w warunkach nierównowagi termodynamicznej.wysoka temp. osadzania 1000÷1050°C.Procesy chemiczne (reakcje mieszania gazów); szybkość reakcji zależy od msy wprowadzanego gazu ZALETY: - prosta budowa reaktora,prosta kontrola procesu,łatwy sposób wprowadzania domieszek.WADY: nie spełnia wymagań technologii struktur niskowymiarowych, niemożliwe otrzymywanie ostrych i gładkich granic między poszczególnymi warstwami epitaksjalnymi oraz ostrych profili rozkładu domieszek, silna zależność procesu od temp.,fluktuacje temp i ciśnienia w strefie osadzania uniemożliwiają kontrolowanie jednorodności i powtarzalności grubości oraz składu wytrawionych warstw

MBE (molecular beam epitaxy) - epitaksja z wiązek atomowych lub molekularnych.Proces fizyczny; mod wzrostu i właściwości zależą od kontroli podstawowych procesów fizycznych. Czas krystalizacji jednej monostruktury-> suma czasów procesów,grubość osadzanej warstwy można ściśle zdefiniować,szybkość wzrostu kontrolowana ilością dostarczanych mas do podłoża ZALETY:duża czystość (próżnia)-> obniżenie niekontrolowanego domieszkowania,wzrost pojedynczych warstw atomowych,ostre granice pomiędzy warstwami, ostre profile domieszki,gładkie interfejsy,brak oddziaływań atomów i molekuł(wysoka próżnia ->długa droga swobodna),względnie niska temp 500÷650°C, WADY- wysoka cena reaktora,złożona aparatura,problemy z fosorem

MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy) proces chemiczny; potrzebna kontrola mieszania gazów, ich przemieszczanie,transport masy do podłoża bardzo złożony. Pojawiają się też procesy fizyczne,łożone związki - oddziaływanie między nimi,precyzyjne sterowanie temp, ciśnieniem, objętością wodoru.ZALETY: możliwość wzrostu struktur niskowymiarowych z ostrymi interfejsami (zjawisko rekonstrukcji powierzchni podobny do MBE),wysoka jakość powierzchni,łatwość sterowania strukturą,mała czułość na zmianę temp.,możliwość otrzymania jednorodnych struktur na dużych powierzchniach. WADYmetoda skomplikowana, złożone związki,utrata reagentów -> nie wszystkie docierają do podłoża,reagowanie reagentów ze sobą, reakcja w wysokiej temp.wodoru z As,duża aktywność chemiczna, toksyczność stosowanych związków chemicznych

Homoepitaksja - jeżeli podłoże oraz osadzany na nim materiał są takie same (np. krzem na krzemie, arsenek galu na arsenku galu) lub mają taką samą strukturę krystaliczną i prawie takie same parametry sieciowe.

Heteroepitaksja - wzrost warstwy jednego materiału na podłożu z innego materiału, gdy różnią się one się strukturą kry­stalograficzną i parametrami sieciowymi.W procesie heteroepitaksji powstają heterozłącza czyli układy dwóch różnych materiałów półprzewodnikowych two­rzących wspólną strukturę monokrystaliczną. Do wielu zastosowań wytwarza się heterozłącza, w których różnica parametrów sieci jest duża. Taka różnica parametrów sieciowych i jednocześnie występująca często różnica współczynników rozszerzalno­ści termicznej podłoża i warstwy epitaksjalnej powodują dużą koncentrację defektów, które są generowane na granicy podłoże-warstwa epitaksjalna, a następnie propago­wane ku powierzchni osadzanej warstwy. Wymienione niedopasowania są przyczyną naprężeń rozciągających lub ściskających, które powstają na granicy rozdziału heterostruktury. Proces heteroepitaksji musi więc być odpowiednio kontrolowany i sterowa­ny, dotyczy to zarówno procesu zarodkowania, rozrostu zarodków, jak i ich zrastania się (koalescencji) w celu minimalizacji niedoskonałości struktury.

Wpływ temp na ch.widm.lasera Gdy temperatura rośnie to:

• => jth wzrasta => jL wzrasta - prąd lasera wzrasta => Δp - fluktuacja

• mocy na wyjściu

• => Eg wzrasta => λL wzrasta - długość fali Δλ - fluktuacja długości fali

• => L (zmienna geometrii) wzrasta => Δλ - zmienna migotania

• => n wzrasta => absorpcja i rekombinacja ulegają zmianie

Tw.Roos.-Shock.-W stanie równowagi termodynam. Szybkość gen.optycznej par elektron-dziura jest równa szybkości

ich rekombinacji promienistej.Przy równowadze procesów,szybkość emisji o częstotl. ν w przedziale dν wynosi:

R(ν)dν=P(ν)ρ(ν)dν Tw: P(ν)dν=G(ν)dν P(ν)-prawd.zaabsorb.fotonu o energii hν na jednostkę czasu.

ρ(ν)-gęstość fotonów o częst. ν

Absorpcja- Jest to mechanizm w wyniku którego energia padającego fotonu przekazywana jest ciału stałemu przy czym powoduje to przejście nośników energii ciała na wyższe poziomy energetyczne.

Mechanizmy absorpcji: absorbcja elektronowa (zmiana stanu energetycznego) i absorbcja fotonowa

(generacja fononów związaną z temperaturą )

Widmo absorpcji.W idealnej strukturze mogą powstać ekscytony ,wiele laserów pracuje na rekombinacji ekscytonów. Z widm

absorbcyjnych i emisyjnych możemy określić strukturę energetyczną koncentracji oraz zdefektowania.

Przejścia proste dozwolone.Dla przejść prostych dozwolonych współczynnik absorpcji zależy od energii fotonu w następujący sposób:

α = B(hν-ΔE_g)^1/2

gdzie B - stała

dla przejść prostych zabronionych

 

α = C(hν-ΔE_g)^3/2

gdzie C - inna stała.

 Przejścia proste niedozwolone.

Dla przejść zabronionych α jest wprost proporcjonalne do (hν-ΔE_g)² jeśli są to przejścia dozwolone, lub do (hν-ΔE_g)³- jeżeli są to przejścia zabronione.Ogólnie, przejścia międzypasmowe charakteryzują się potęgowa zależnością od (hν-ΔE_g); powinny się gwałtownie urywać dla hν < ΔE_g.

Diody powierzchniowe emisja światła w tej diodzie zachodzi z powierzchni diody (promieniowanie powierzchniowe

lub promieniowanie boczne). Promieniowanie pochodzi z obszaru czynnego diody. Dioda ta wykorzystuje homozłącze

p-n do wstrzykiwania nadmiarowych elektronów do warstwy p, w której zachodzi rekombinacja promienista.

Diody krawędziowe Emisja światła odbywa się z krawędzi a wiązka która wychodzi z diody ma kształt elipsy”jajka”.

Okno, z którego następuje promieniowanie elktromagnetyczne proporcjonalne długości promieniowania. W diodzie

tej występują silne efekty dyfrkcyjne. Prąd w tej diodzie będzie zawsze przepływał przez szerokość oknaemisyjnego.

Od szerokości okna zależy długość promieniowanej fali. Światło emitowane z diody jest wiązką KIERUNKOWĄ

λ(υ)→ inżynieria pasma zabronionego:E_g (szerokość pasma zabronionego),Struktury z efektami kwantowymi,

Lokalne pole w nanostrukturze (δ-doping)

---