بهینه سازی ساختارهای دیود نور گسیل سفید مبتنی بر نقاط کوانتومی

.در این پروژه ساختار دیود نور گسیل رنگ سفید مبتنی بر چاه‏های کوانتومی و نقاط کوانتومی را مورد مطالعه قرار دادیم. در مرحله اول ساختار دیود نور گسیل رنگ سفید با استفاده از چندین چاه کوانتومی با ناحیه فعال متشکل از لایه‏های inxga1-xn با x و عرض‏های مختلف، که به‏عنوان چاه‏های کوانتومی گسیل کننده طول‏موج‏های قرمز، سبز و آبی و gan به‏عنوان سد می‏باشد، با استفاده از روش 6-6k.p و با در نظر گرفتن میدان پلاریزاسیون ناشی از قطبش خودبه‏خودی و پیزوالکتریک، حل خود سازگار معادله شرودینگر-پواسن شبیه سازی شده و از نتایج حاصل از این شبیه سازی، مقادیر ویژه انرژی همچنین توابع موج برای الکترون و حفره به‏دست آمد. سپس با بررسی عناصر ماتریس انتقال بین‏باندی، شدت خروجی با توجه به انتقالات بین‏باندی با بالاترین احتمال گسیل بین دو سطح انرژی محاسبه شده است و در نهایت با افزایش دما از 250 تا 350 درجه کلوین منجر به پهن شدگی همگن و کاهش شدت نور خروجی شده است. نور خروجی تقریباً در محدوده نور سفید باقی می¬ماند. در مرحله دوم ساختار دیود نور گسیل رنگ سفید مبتنی بر چندین نقاط کوانتومی با ناحیه فعال متشکل از سه لایه نقاط کوانتومی برای تولید طول‏موج‏های قرمز، سبز و آبی و به شکل هرم سربریده و ماده inxga1-xn به‏عنوان نقطه کوانتومی و gan به‏عنوان سد مورد مطالعه و شبیه سازی قرار دادیم. با استفاده از روش تقریب جرم موثر و در نظر گرفتن میدان پلاریزاسیون ناشی از قطبش خودبه‏خودی و پیزوالکتریک، سپس حل معادله شرودینگر و پواسن به صورت خودسازگار، مقادیر ویژه انرژی همچنین توابع موج برای الکترون و حفره به‏دست آمد. با بررسی عناصر ماتریس انتقال بین‏باندی، شدت خروجی با توجه به انتقالات بین‏باندی با بالاترین احتمال گسیل بین دو سطح انرژی محاسبه شد. با افزایش دما از 100 درجه کلوین تا 400 درجه کلوین، باعث پهن ‏شدگی همگن طیف خروجی و کاهش شدت نور خروجی می¬شود. نور خروجی تقریباً در محدوده نور سفید باقی می¬ماند. در نهایت با تغییر اندازه نقاط کوانتومی از 5/6 تا 5/13 نانومتر با مرکزیت 10 نانومتر برای لایه‏های گسیل کننده طول‏موج‏های قرمز، سبز و آبی پهن شدگی غیر همگن مورد بررسی قرار گرفت.