Semiconductor luminescence and Its Applications - NOOE110

• Title: Polovodičová luminiscence a její aplikace
• Guaranteed by: Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2011 to 2021
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: RNDr. Kateřina Herynková, Ph.D.; prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D.
• Classification: Physics > Optics and Optoelectronics

Annotation

English

Last update: prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. (15.01.2007)

Luminescence of semiconductors: Experimental techniques of optical spectroscopy. Radiative recombinations in semiconductors - excitons. Kinetics of luminescence. Lattice vibrations - phonons. Strong excitation effects - biexcitons, EH plasma, EH dropletts, stimulated emission. Nonradiative recombination. Electroluminescence. Low-dimensional semiconductor structures. Single nanocrystal spectroscopy. For Ph.D. students only.

Czech

Last update: prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. (15.01.2007)

Základní témata přednášky: Technika optické spektroskopie. Zářivá rekombinace v polovodičích - excitony. Kinetika luminiscence. Kmity krystalické mřížky - fonony. Efekty silného buzení - biexcitony, ED plasma, ED kapky, stimulovaní emise. Nezářivá rekombinace. Elektroluminiscence. Nízkodimenzionální polovodičové struktury. Určeno pro doktorské studium.

Literature

Last update: prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. (15.01.2007)

I. Pelant a J. Valenta: Luminiscenční spektroskopie, I. Objemové krystalické polovodiče, Academia, Praha 2006

Luminescence spectroscopy, ed. by M.D. Lumb. Academic Press, London 1978.

Handbook on Semiconductors, ed. by T.S. Moss, Vol. 2, ed. by M. Balkanski (Chap. 6: Radiative Recombination), North Holland 1980.

N. Peyghambarian, S.W. Koch and A. Mysyrowicz: Introduction to semiconductor optics, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 1993.

Excitons. ed. by E.I. Rashba and M.D. Sturge, North Holland, Amsterdam 1982.

Luminescence of Solids (Chap. 1-3), ed. by D.R. Vij, Plenum Press, New York and London 1998.

Phosphor Handbook (Chap. 1-2, 14), ed by. S. Shionoya and W.M. Yen, CRC Press, Washington DC 1999.

U. Woggon: Optical Properties of Semiconductor Quantum Dots, Springer-Verlag Berlin 1997.

Syllabus

English

Last update: prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. (15.01.2007)

Luminescence of semiconductors, theory, technology and applications. For Ph.D. students only.

Czech

Last update: prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. (15.01.2007)

1. Úvod. Definice luminescence, fluorescence a fosforescence. Luminiscence organických a anorganických látek, intrinsická a extrinsická. Příklady, terminologie. Experimentální aspekty luminiscenční spektroskopie. Emisní a excitační spektra. Světelnost spektrometru, poměr signál/šum. Ovlivnění spektra šířkou štěrbiny.

2. Kmity krystalické mřížky - fonony. Lokální vibrace. Interakce lokalizovaného optického centra s kmity mřížky. Model konfigurační souřadnice, Huang-Rhysův faktor, silná a slabá vazba. Tepelné zhášení luminiscence. Kinetika luminiscence. Příklady.

3. Zářivá rekombinace v polovodičích - přehled. Rekombinace pás-pás, tvar emisní čáry. Rekombinace elektron-akceptor (e-Ao), díra - donor (h-Do), rekombinace donor-akceptorových párů.

4. Excitony. Volné excitony, vázané excitony, jejich projev v absorpčním a luminiscenčním spektru. Tvar emisní čáry. Vázané multiexcitonové komplexy. Aplikace.

5. Efekty silného buzení. Biexcitony, elektron-děrová kapalina, srážky excitonů, Bose-Einsteinova kondenzace excitonů. Tvar emisních čar. Příklady.

6. Stimulovaná emise v excitonovém systému. Experimentální metody studia optického zisku v polovodičích (metoda proužku s proměnnou délkou, metoda pump/probe). Příklady.

7. Zářivá rekombinace v neuspořádaných polovodičích. Nízkodimenzionální polovodiče, elektronová energetická struktura, hustota stavů. Luminiscence nízkodimenzionálních polovodičů, excitony v nízkodimenzionálních strukturách. Stimulovaná emise v kvantových jámách a tečkách (nanokrystalech).

8. Nezářivé přechody. Mnohafononové přechody, Augerova rekombinace, tvorba defektů, fotochemické změny.

9. Elektroluminiscence. Mechanizmy buzení. Elektroluminiscence kvantových teček, „single-dot“luminiscenční spektroskopie. Injekční elektroluminiscence na p-n přechodu, aplikace (světelné diody, polovodičové lasery).