Emission characteristics of quantum disk-in-nanowire (QD-NW) Light Emitting Diodes
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
في هذه الرسالة تم تطوير نموذج محاكاة متكامل لدراسة خواص الانبعاث الضوئي لتشكيلات الأسلاك النانوية ذات القرص الكمومي (QD-NW) المبنية من مركب وخلائط نيترات الجاليوم GaN/InGaN والمستخدمة في الانارة. يعتمد هذا النموذج على دمج مجموعة مكونات في المجال الزمني (time domain) هي معادلة شرودنجر (Schrödinger) المعتمدة على الزمن لايجاد الطاقات الكمومية في منطقة القرص الكمومي وأشكال الدوال الكمومية المتعلقة بها، معادلة شدة التيار المبنية على الانجراف-الانتشار للشحنات (drift-diffusion)، معادلة بوسون (Poisson) لإيجاد قوة وتوزيع المجالات الكهربائية داخل التشكيل ومعادلة الاستمرارية. هذا وقد أخذ بعين الاعتبار كل من اعتماد حركية الاجسام المشحونة على المجال الكهربائي الموضعي والطبيعة القطبية لنيترات الجاليوم حيث تتكون مجالات قطبية ذاتية وأخرى إجهاديه عند المنطقة البينية للطبقات المختلفة تؤثر في سلوك نطاقات الطاقة داخل المواد. أستخدم الحل العددي للنموذج السابق باعتماد طريقة الفروقات المحدودة (Finite-difference Time-domain) مضافا اليها الحل العددي لمعادلة شرودنجر لتصبح QFDTD وذلك في بعد واحد وفي بعدين لاستخراج أهم خصائص التشكيل الباعث للضوء مثل علاقة التيار-الجهد (IV curves)، معدلات توليف الالكترون-الفجوة، تركيز ناقلات الشحنة، نطاقات الطاقة وتداخل الدوال الموجية للإلكترون والفجوة. هذا وقد أجريت دراسات متعددة على مجموعة من التشكيلات لدراسة أثر قطبية الشبيكة، سمك القرص الكمومي، تركيز الأنديوم (In)، قطر السلك النانوي، طبقة عزل الالكترونات وفقدان التماثل في منطقة القرص الكمومي. ولقد أظهرت نتائج المحاكاة ضعف تداخل الدوال الموجية للإلكترون والفجوة عند زيادة قطر السلك النانوي ومن ثم تدني مستوى الانبعاث الضوئي.