Projekt Preludium
„Monolitycznie zintegrowany tranzystor bipolarny z LED w systemie azotków III grupy”

Opis projektu

Zintegrowanie tranzystora z emiterami światła oferuje wiele atrakcyjnych zastosowań zarówno w życiu codziennym, jak i w badaniach. Tranzystor działający jako urządzenie przełączające pozwala na działanie diody LED z wysoką częstotliwości bez strat na metalowych połączeniach, które są niezbędne do łączenia dyskretnych urządzeń. Ma to kluczowe znaczenie dla ściśle zintegrowanych matryc LED. Konwencjonalna matryca LED wymaga dwóch przewodów elektrycznych, z których oba muszą przepuszczać wysokie zmienne napięcia, powodując niekorzystne szumy w układzie. W przypadku diody LED zintegrowanej z tranzystorem potrzebna jest jedna dodatkowa ścieżka elektryczna, ale teraz działająca jako źródło zasilania o stałym napięciu dla diody LED, a druga jako ścieżka sygnałowa o małym zmiennym napięciu. Macierze mogą dodatkowo zwiększyć zarówno przepustowość jak i intensywność emitowanego światła. Mogą znaleźć zastosowanie na rynku wyświetlaczy nieorganicznych. Ten rodzaj wyświetlaczy może osiągnąć wysoką rozdzielczość, wierność kolorów, trwałość i długą żywotność w porównaniu z popularnymi wyświetlaczami organicznymi LED (OLED). Proponowany zintegrowany monolityczny tranzystorów z LED to pierwszy krok w badaniach matryc.

Wartość projektu: 210 00,00 PLN
Projekt finansowany przez Narodowym Centrum Nauki w ramach programu Preludium.

Cel projektu

Celem tego projektu jest uzyskanie platformy z bipolarnym tranzystorem złączowym, który będzie monolitycznie zintegrowany z diodą LED (patrz rysunek. 1) oraz zbadanie wpływu materiałów i porządku geometrycznego na działanie urządzenia.


Rysunek 1 Schematyczne podsumowanie projektu. Od lewej, złącze tunelowe, tranzystor i LED będą wyhodowane w jednym procesie. Następnie, na urządzeniu zostaną nałożone metalowe styki.
Publikacje

Projekt realizowany w latach 2020-2023

  1. Bottom tunnel junction-based blue LED with a thin Ge-doped current spreading layer
    M. Chlipała, .H. Turski, M. Żak, G. Muziol, M. Siekacz, K. Nowakowski-Szkudlarek, N. Fiuczek, A. Feduniewicz-Żmuda, J. Smalc-Koziorowska, C. Skierbiszewski, Appl. Phys. Lett. 120, 171104 (2022); DOI.org/10.1063/5.0082297

  2. Nitride light-emitting diodes for cryogenic temperatures
    By: M. Chlipala, H. Turski, M. Siekacz, K. Pieniak, K. Nowakowski-Szkudlarek, T. Suski, C. Skierbiszewski OPTICS EXPRESS, Volume: 28, Issue: 20, Pages: 30299-30308 (2020); 10.1364/OE.403906

  3. Dependence of InGaN Quantum Well Thickness on the Nature of Optical Transitions in LEDs
    M. Hajdel, M. Chlipala, M. Siekacz, H. Turski, P. Wolny, K. Nowakowski-Szkudlarek, A. Feduniewicz-Zmuda, C. Skierbiszewski, G. Muziol, MATERIALS Vol: 15 Issue: 1 Article Number:237 (2021) DOI10.3390/ma15010237

  4. Quantum-confined Stark effect and mechanisms of its screening in InGaN/GaN light-emitting diodes with a tunnel junction
    K. Pieniak, M. Chlipala, H. Turski, W. Trzeciakowski, G. Muziol, G. Staszczak, A. Kafar, I. Makarowa, E. Grzanka, S, Grzanka, C. Skierbiszewski, T. Suski OPTICS EXPRESS Vol: 29 Issue: 2, pp: 1824-1837 (2021) doi: 10.1364/OE.415258

  5. Vertical Integration of Nitride Laser Diodes and Light Emitting Diodes by Tunnel Junctions
    M. Siekacz, G. Muziol, H. Turski, M. Hajdel, M. Żak, M. Chlipała, M. Sawicka, K. Nowakowski-Szkudlarek, A. Feduniewicz-Żmuda, J. Smalc-Koziorowska, S. Stańczyk, C. Skierbiszewski, Electronics, 9 1481 (2020); 10.3390/electronics9091481
Zespół badawczy

Zespół badawczy projektu:

mgr inż. Mikołaj Chlipała
dr Henryk Turski