| Titre : | Étude et simulation des propriétés optoélectroniques d’une diode électroluminescente (LED) de structure p-GaN/AlGaN/InGaN/ n-GaN à puits quantiques |
| Auteurs : | BASSI OUAFA, Auteur ; Samira Laznek, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2023 |
| Format : | 1vol(54) |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | LEDs, MQWs, Efficacité quantique interne (IQE), émission spontanée. |
| Résumé : |
L'objectif de ce travail est d'obtenir des LED performantes, avec de meilleurs pics d'émission spontanée et un meilleur rendement quantique interne (IQE). Les diodes électroluminescentes (LED) à base d’InGaN à multi-puits quantiques présentent une perte significative d'efficacité quantique interne (IQE) lorsqu'elles fonctionnent à des densités de porteurs injectés élevées. Cette dégradation de l'efficacité résulte de la recombinaison Auger indirecte. En utilisant le logiciel Silvaco-Atlas, nous avons simulé les propriétés optoélectroniques d’une LED à multi-puits quantiques (3 puits) à base d’InGaN de structure p-GaN/AlGaN/InGaN/n-GaN en modifiant ses paramètres technologiques. Sans obtenir des bons résultats, nous avons procédé à l’insertion d'une couche 10 angströms de GaNSb dans un seul puits de la couche d’InGaN, qui s’est avéré une solution efficace pour améliorer les propriétés optoélectroniques, en affectant les fonctions d'onde des électrons et des trous, avec un fort confinement des trous dans la couche de GaNSb.
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| Sommaire : |
Sommaire………………………………………………………………………………
IV Liste de Tableaux……………………………………………………………………………... V Liste de Figures……………………… IX Résumé………………………1 Introduction générale…………………………………2 Chapitre I: Généralités sur les semi-conducteurs...........3 I.1 Introduction …………………………………………3 I.2 Physique des semi- conducteurs ……………………………………3 I.2.1 Structure cristalline et bandes d’energie…..........4 I.2.2 Isolant , semi- conducteur , conducteur…………………………………5 I.2.3 La jonction PN ……………………8 I.2.4 Emission spontanée dans un semi- conducteur à gap direct …………………………9 I.2.5 Performance et rendements d’une LED………………………………9 I.2.5.1 Recombinaison radiatives et non- radiatives : le rendement quantique interne .......11 I.2.5.2 Le modèle ABC …………………………………………12 I.2.5.3 Le phénomène de droop et les solutions proposées …………………………………16 I.2.5.4 L’extraction lumineuse et rendement quantique externe……………………………18 I.2.5.5 Le rendement total WPE ………………………………… Chapitre II : Les LEDs II.1 Introduction …………………………………19 II.2 Définition ………………………………………………20 II.3 Principe de fonctionnement………………………………………………21 II.4- Structure de base et fonctionnement ……………………………………………22 II.5-Différents types des LEDs………………………………………………………22 II.5.1 LED à homojonction…………………………………………………………23 II.5.2 LED à hétérojonction ………………………………………………………………23 II.5.3 LED à puits quantiques………………………………………………………………24 II.6 Classement selon la puissance………………………………………………24 II.6.1 LED de faible puissance …………………………………24 II.6.2 LED de forte puissance………………………………………………25 II.6.3 LEDs blanches ……………………………………………27 II.7 Utilisation des LEDs………………………………………27 II.8 Avantages et inconvénients des LEDs……………………………………27 II.8.1.Avantages des LEDs…………………………………………………28 II.8.2 Inconvénients des LEDs……………………………………………………………28 II.9Les matériaux III –V………………………………………28 II.9.1 Présentation des composés III-V ………………………………………30 II.9.2 Propriétés cristallines des nitrures d’éléments de la colonne III……………31 II.9.3Nitrure de gallium GaN……………………………………31 .II.9.3.1 Généralités………………………………………………31 II9.3.2 Propriétés structurales…………………………………………………………31 II.9.3.3 Structure wurtzite …………………………………………………………32 II.9.3.4 Structure blende de Zinc ………………………………………32 II.9.3.5…Propriétés de l’InGaN………………………………………………………33 II.9.4 Nitrure d’aluminium AIN et ses propriétés structurales……………………………….. Chapitre III : Résultats et discussion...........34 III.1 Introduction ……………………………………………………………34 III.2 Aperçu sur le logiciel Silvaco-Atlas… ………………………35 III.2.1 ATLAS……………………………………………………36 III.2.2 ATHENA ……………………………………………36 III.2.3 DECKBUILD…………………………………………36 III.2.4 TONYPLOT ………………………………………………………36 III.2.5 Structure de fichier d’entrée.………………………………………………………37 III.2.6 L’ordre des commandes dans l’ATLAS…………………………………………37 III.2.7 Prise en compte des effets quantiques …………………………………………38 III.3 Description de la structure de la LED étudiée à multi-puits quantiques (MQWs)…..40 III.4 Résultats et discussion ……………………………………………………………43 III.4.1 Effet de la taille sur les performances de la LED étudiéé……………………………45 III.4.2 Effet de l’épaisseur des puits quantiques sur les performances de la LED étudiéé......49 III.4.3Effet de l’épaisseur de la couche barrière (QB) sur les performances de la LED étudiée………………………………………………52 III.4 .4. Influence de l’épaisseur de la couche de blocage d’électron (EBL) d’AlGaN sur les performances de la LED étudiée……………………………………………………53 III.4 .5. Influence de la concentration |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/634 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
