به نام خدا سمینار درس الکترونیک نوری LEDهای مبتنی بر چاه کوانتومی (qw-leds) و نقطه کوانتومی(qd-leds) استاد: دکتر شهرام محمدنژاد زمستان 94

1- معرفی نقطه کوانتومی (Quantum Dot) 2- بررسی QW-LED ها و بهبود عملکردشان 3 - بررسی QD-LED ها 4- جدیدترین دستاوردها 5- جمع بندی

نقطه کوانتومی چیست؟ نقطه کوانتومی از جنس نیمه هادی معمولی (شبه فلز) هستند. ابعاد نقطه های کوانتومی در حد نانومتر است ( می توان گفت صفر بعدی هستند.)

مقایسه کیفی چگالی حالت ها

تاریخچه نقطه های کوانتومی تحقیقات روی کلویید های نیمه رسانا و نقطه های کوانتومی از اوایل سال 1960 آغاز شد. ایده استفاده از نقطه کوانتومی به عنوان منبع نوری در دهه 1990 میلادی بوجود آمد. از سال 2000 دانشمندان به دنبال استفاده از نقاط کوانتومی در صفحه های نمایش بودند.

نوردهی در QLEDها ساختار QD-LEDها طول موج رنگ های 460 nm (blue) to 650 nm (red) را پوشش می دهد.

مکانیزم نوردهی نقطه های کوانتومی مراکز نوردهی نانوکریستال های کادمیوم سلناید(CdSe) هستند.

اثر QSCE

تصویر میکروسکوپی لایه های تشکیل دهنده چاه

استفاده از چاه های کوانتومی به عنوان مدولاتورهای نوری دیود P-I-N اثر محدود کوانتومی استارک یا QCSE در اینجا اثر مفیدی است!!!! QCSE می تواند به طور موثر برای تعدیل کننده موجبر استفاده می شود (که در آن نوردر امتداد سطح منتشر می شود).

یک ساختار پیشنهادی بهبود یافته QW-LEDها پژوهشگران دانشگاه یات سن موفق شدند با وارد کردن چاه کوانتومی مثلثی (TQW) قبل از چاه کوانتومی معمولی (MQW) در LEDهای نیتریدی ولتاژ بایاس مستقیم این LED ها را کاهش دهند و بازدهی این LED ها را به 80 درصد برسانند .

مزیت دیگر این سیستم کاهش !!!Blue shift

تغییر تدریجی ترکیب آلیاژ GaAlN QW-LEDها بهبود یافته با سرکوب بازترکیب اوژه برای LED های سبز آبی فرابنفش پروسه نور دهی یک چاه های کوانتومی بر مبنای GaInN/GaN AlGaN/GaN, and AlInN/GaN را میتوان. تغییر تدریجی ترکیب آلیاژ GaAlN

بهبود QW-LED ها با ضخیم تر کردن چاه پتانسیل

مقایسه دو ساختار AوB

ساختار یک RC QD-LED

کاهش FWHM در RC QD-LED

مقایسه توزیع پرتوی خروجی ساختارهای مختلف

استفاده از نقاط کوانتومی برای تولید LED با رنگ سبز خالص با ولتاژ 2.1 ولت کار می‌کند و قادر است محدوده طول موج بسیار باریکی در حدود 12.5 نانومتر ایجاد کند.

مقایسه نور دهی QDLED های RGB به ازای ولتاژهای مختلف نور سبز روشنایی زیاد 218,000 cd/m2 نور آبی روشنایی کم 2,000 cd/m2 یک کاندلا برابر است با شدت نور، در یک راستای خاص از یک چشمهٔ نور تک‌فام با بسامد ۵۴۰ تراهرتز و شدت شعاعی ۱/۶۸۳ وات بر استرادیان در آن راستا.

ساخت AKA ROBOT MAN با ابعاد بسیار کوچک

Quantum Dot Technology To Join LG's 4K UHD TV Lineup In 2015 LG ادعا می کند که " نرخ تولید رنگ"در تلویزیون QD جدید 30 درصد افزایش یافته است.

مقایسه OLEDها و QLEDها رنگ خالص آنها موجب -30-40٪ افزایش درخشندگی نسبت به دیودهای نوری ارگانیک (OLED) در یک نقطه رنگ مشخص شده است. پهنای درخشندگی باریک تر (FWHM حدود 30 nmدر مقایسه با OLED که برابر با 60-80 nm است ) که نشان دهنده این است که QLEDها رنگ اشباع شده و خالص تری را نسبت به OLEDها دارند..” مصرف برق پایین - QLED ها دارای این قابلیت هستند که دو برابر بیش از توان کارآمد نسبت OLED ها در خلوص همان رنگ برسند هزینه تولید کم - قابلیت چاپ سطح بزرگی ازQLED ها بر روی زیرلایه های انعطاف پذیر فوق العاده نازک وجود دارد که هزینه ایجاد درخشندگی را کاهش دهد. نازک بودن، شفافیت، انعطاف پذیری - QLED ها طراحان را قادر خواهد ساخت صفحه نمایش جدید و روشناییشان را ارتقا دهند.

نمایشگرهای HD و سه بعدی را فراموش کنید!!!

خلاصه و جمع بندی با روش ها و ساختارهایی که منجر به کاهش اثر محدود کوانتومی استارک و بازترکیب غیر تشعشعی اوژه شود، می توانیم بازدهی QW- LED ها را افزایش دهیم. روشنایی کم نور آبی یکی از بزرگترین معایب هم در QLEDها و هم در OLED ها بوده است. محققان در حال تلاش برای بهبود نور آبی این QLED ها هستند. محققان تلاش دارند تا عنصرCd را از QLED ها حذف کنند ( بخاطر آلودگی محیط زیست)

از توجه شما سپاسگزارم