Anailís ar struchtúr agus prionsabal oibre na léasair leathsheoltóra.
Úsáidtear léasair Gallium arsenide (GaAs) mar shampla chun prionsabal oibre léasair homojunction insteallta a thabhairt isteach.
1. Prionsabal ascalaithe léasair homojunction insteallta. Mar gheall ar an ábhar leathsheoltóra féin tá struchtúr criostail speisialta agus struchtúr leictreonach, agus mar sin tá a shainiúlacht féin ag foirmiú meicníochta léasair.
(1) Struchtúr banna fuinnimh leathsheoltóra. Is struchtúir chriostail iad ábhair leathsheoltóra den chuid is mó. Nuair a rialaíonn líon mór na n-adamh agus iad le chéile go docht i criostail, tá na leictreoin valence sa chriostail sa bhanna fuinnimh criostail. Tugtar an banna valence (a fhreagraíonn d’fhuinneamh níos ísle) ar an mbanda fuinnimh ina bhfuil na leictreoin valence suite. Tugtar an banna seolta ar an mbanda ardfhuinnimh is gaire don bhanna valence, agus tugtar an banna toirmiscthe ar an spás folamh idir na bannaí fuinnimh. Nuair a chuirtear réimse leictreach seachtrach leis, léimeann na leictreoin sa bhanna valence go dtí an banna seolta, áit ar féidir leo gluaiseacht go saor agus leictreachas a sheoladh. Ag an am céanna, tá caillteanas leictreon sa bhanna valence comhionann le teacht chun cinn poll luchtaithe go dearfach, is féidir leis an bpoll seo i ról an réimse leictreach seachtrach, ról seoltaí a imirt freisin. Dá bhrí sin, tá ról seoltaí ag an bpoll sa bhanna valence agus sa bhanna seoltaí leictreon, dá ngairtear iompróirí le chéile.
(2) leathsheoltóir dópáilte agus acomhal pn. Leathsheoltóir íon gan neamhíonachtaí, ar a dtugtar an leathsheoltóir intreach. Má tá an leathsheoltóra intreach dópáilte le adaimh eisíontais, sa bhanna seolta thíos agus os cionn an bhanna valence foirmíodh leibhéil eisíontas fuinnimh, faoi seach, ar a dtugtar an leibhéal fuinnimh deontóra agus an leibhéal fuinnimh is mó.
Tugtar leathsheoltóirí de chineál n ar leathsheoltóirí a bhfuil leibhéal fuinnimh ceannasach acu; tugtar leathsheoltóirí p-cineál ar leathsheoltóirí a bhfuil leibhéal fuinnimh ceannasach acu. Ag teocht an tseomra, is féidir le teas leathsheoltóirí n-cineál a dhéanamh, tá an chuid is mó de na hadaimh deontóra dícheangailte, ina bhfuil an leictreon ar bís leis an mbanda seoltaí, ina leictreoin saor in aisce. Gabhann an chuid is mó d’adaimh ósta leathsheoltóirí p-cineál leictreoin sa bhanda valence agus cruthaíonn siad poill sa bhanda valence. Mar sin, seoltar leathsheoltóirí n-cineál go príomha trí leictreoin sa bhanda seolta; seoltar leathsheoltóirí p-cineál go príomha trí phoill sa bhanda valence.
Tá tiúchan mór dópála ag ábhair leathsheoltóra a úsáidtear i léasair leathsheoltóra, agus is é an uimhir adamh eisíontais n-cineál de ghnáth (2-5) × 1018cm-1; is é an cineál p (1-3) × 1019cm-1.
I bpíosa ábhar leathsheoltóra, tugtar acomhal pn ar an réigiún ina bhfuil athrú tobann ón réigiún p-cineál go dtí an réigiún cineál n. Cruthófar réigiún muirear spáis ag a chomhéadan. caithfidh leictreoin sa bhanna leathsheoltóra n-cineál idirleathadh isteach sa réigiún p, agus caithfidh na poill sa bhanda leathsheoltóra p-cineál p-chineál idirleata isteach sa n-réigiún. Ar an mbealach seo, gearrtar go dearfach an réigiún n-cineál in aice leis an struchtúr toisc gurb é an deontóir é, agus tá an réigiún p-cineál in aice leis an acomhal luchtaithe go diúltach toisc gurb é an glacadóir é. Cruthaítear réimse leictreach ag an gcomhéadan atá dírithe ón n-réigiún go dtí an p-réigiún, ar a dtugtar an réimse leictreach féin-thógtha. Cuireann an réimse leictreach seo cosc ar idirleathadh leanúnach leictreon agus poll.
(3) meicníocht excitation insteallta leictreacha acomhal pn. Má chuirtear voltas claonta deimhneach leis an ábhar leathsheoltóra ina ndéantar acomhal pn, tá an p-réigiún ceangailte leis an cuaille dearfach agus an n-réigiún leis an cuaille diúltach. Ar ndóigh, voltas dearfach an réimse leictrigh agus acomhal pn an réimse leictrigh féin-thógtha sa treo eile, lagaigh sé an réimse leictrigh féin-thógtha ar an criostail i idirleathadh na leictreon sa bhac ar an ngluaiseacht, ionas go an n réigiún de na leictreoin saor in aisce i ról an voltas dearfach, ach freisin sruth seasta idirleathadh tríd an acomhal pn go dtí an réigiún p sa limistéar acomhal ag an am céanna tá líon mór de leictreoin banna seoltaí agus banna valence Sa limistéar acomhal ag an am céanna tá líon mór leictreon sa bhanna seoltaí agus an poll sa bhanna valence, déanfar iad a instealladh isteach sa réigiún chun ilchodach a tháirgeadh, nuair a léim na leictreoin sa bhanna seoltaí go dtí an valence. banna, an fuinneamh breise i bhfoirm solais a astaítear. Is é seo an mheicníocht luminescence réimse leathsheoltóra, tugtar radaíocht spontáineach ar an luminescence cumaisc spontáineach seo.
Chun an t-acomhal pn a dhéanamh chun solas léasair a tháirgeadh, ní mór é a fhoirmiú laistigh de struchtúr an stáit dáileadh inbhéartaithe na gcáithníní, ní mór úsáid a bhaint as ábhair leathsheoltóra dópáilte go mór, éilíonn go bhfuil an t-instealladh de sruth acomhal pn mór go leor (mar shampla 30,{{3} }A / cm2). Ar an mbealach seo, in acomhal pn an réigiúin áitiúil is féidir, an banna seoltaí a fhoirmiú sa leictreon níos mó ná líon na bpoll sa bhanna valence den inbhéartú ar an dáileadh stáit, rud a ghintear an radaíocht ilchodach corraithe agus solas léasair eisithe. .
2. Struchtúr léasair leathsheoltóra. Tá a chruth agus a mhéid agus trasraitheoir leathsheoltóra ísealchumhachta beagnach mar an gcéanna, ach amháin sa bhlaosc níos mó ná fuinneog aschuir léasair amháin. Clampáilte le limistéar acomhal an limistéir p agus n-limistéar déanta as sraitheanna, tá an limistéar acomhal na deich micriméadair tiubh, tá an limistéar thart ar níos lú ná 1mm2.
Is éard atá i gcuas athshondach optúil léasair leathsheoltóra ná úsáid a bhaint as plána acomhal pn ingearach leis an gcomhdhéanamh dromchla réitigh nádúrtha (110 dromchla), tá frithchaiteacht 35 aige, bhí go leor chun ascalaithe léasair a chur faoi deara. Más gá duit an fhrithchaiteacht a mhéadú is féidir é a phláta ar dhromchla criostail ciseal shilice, agus ansin sraith de scannán airgid mhiotalacha, is féidir leat níos mó ná 95% den fhrithchaiteacht a fháil.
Nuair a chuirtear an léasair leathsheoltóra leis an voltas claonta ar aghaidh, déanfar líon na gcáithníní sa limistéar acomhal a aisiompú agus a chomhchodach.
