Kopylov, Oleksii

Denne afhandling præsenterer undersøgelser af en ny type hvid lys emitterende diode (LED), bestående af en GaN/InGaN LED og et lag med halvleder nanokrystaller til farvekonvertering. Modsat normale hvide LED er er komponenterne lavet til at opnå en effektiv farvekonvertering ved hjælp af ikkeradiativ energioverførsel mellem den primære LED lyskilde og nanokrystallerne.LED strukturer med sub-10nm afstand mellem kvantebrønde og overfladen og ”hullede” standard LEDer er undersøgt for anvendelse i hybride komponenter, som kræver kort afstand mellem nanokrystallerne og kvantebrønden. Udviklingen af fabrikationsprocedurer for de undersøgte hybride komponenter, herunder procestrin for GaN og indlejring af nanokrystaller præsenteres i afhandlingen, med fokus på forskellene fra standard LED fremstilling.Resultater og analyse af optisk og elektrisk karakterisering herunder fotoluminescens (PL), mikro-PL, tidsopløst PL og elektroluminescens (EL) sammen med strøm-spændings karakteristikker er udført for at undersøge komponentegenskaberne. Stærkt bevis for ikkeradiativ energioverførsel blev fundet i ladningsbærerdynamikken af både LED og nanokrystaller når afstanden mellem kvantebrønd og nanokrystallerne var mindre end 10nm. Analyse af resultaterne viser, at for at opnå tilstrækkelig effektivitet for farvekonvertering til at opnå hvidt lys, skal en bedre overfladepassivering og nanokrystaller med kortere eksitonlevetid og svagere Auger rekombination anvendes.This thesis investigates a new type of white light emitting hybrid diode, composed of a light emitting GaN/InGaN LED and a layer of semiconductor nanocrystals for color conversion. Unlike standard white LEDs, the device is configured to achieve high color conversion efficiency via non-radiative energy transfer from the primary LED to the nanocrystals.LED structures with sub-10 nm separation the between quantum well and the surface and patterned standard bright LEDs are considered for the hybrid devices, which require close proximity of the nanocrystals to the quantum well. The development of the hybrid diode fabrication including process techniques for GaN LED and incorporation of the nanocrystals are presented with the emphasis on the differences with standard LED processing.Results and analysis of optical and electrical characterization including photoluminescence (PL), micro-PL, time-resolved PL and electroluminescence (EL) together with current-voltage characteristics are presented to evaluate the device performance. A clear evidence of non-radiative energy transfer was seen in the carrier dynamics of both the LED and the nanocrystals when the quantum well – nanocrystals separation was less than 10nm. Analysis of the results shows that in order to achieve sufficient for the white LED color conversion, better surface passivation and nanocrystals with shorter exciton lifetimes and weaker Auger recombination and needed

Online Research Database In Technology

Hybrid Light-Emitting Diode Enhanced With Emissive Nanocrystals

http://orbit.dtu.dk/ws/files/89835371/Thesis_for_print_Oleksii_Kopylov.pdf

Hybrid Light-Emitting Diode Enhanced With Emissive Nanocrystals

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology