Дослідження низькочастотного і високочастотного шуму у InGaN світлодіодах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorІванова, Віта Вікторівна
dc.contributor.authorБогомолов, Данило Костянтинович
dc.date.accessioned2026-02-24T08:31:12Z
dc.date.available2026-02-24T08:31:12Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractНизькочастотний шум у світлодіоді прямо пов’язаний із наявністю дефектів у активній області і їх параметрами. Його дослідження є неруйнівним і швидким методом для характеризації таких пасток, що представляє інтерес для напівпровідникової галузі. Метою роботи є розробка і перевірка теоретичної моделі для опису оптичних шумів синіх світлодіодів із квантовими ямами на основі InGaN, яка ґрутнується на ідеї розгляду шуму як суперпозиції компонент різного походження, в якій низькочастотний шум представлено інтегралом з неперервним розподілом характерного часу релаксації. Предметом дослідження є механізми виникнення таких шумів і їхній внесок у результуючий шум світлодіоду, а також їх залежність від струму і температури. Об’єктом дослідження є комерційно доступні сині InGaN світлодіоди із квантовими ямами. Робота складається з трьох основних розділів та висновків. Перший розділ присвячений аналізу літературних джерел та теоретичним підходам до опису шумів світлодіода. Повний спектр шуму був розкладений на компоненти відповідно до представленої теоретичної моделі, яка включає низькочастотний 1/f-шум, шум генерації-рекомбінації та білий шум. Запропоновано моделювання 1/fy шуму як суперпозиції компонентів шуму генерації-рекомбінації на пастках з неперервним рівномірним широким розподілом характерного часу релаксації, а також розроблено відповідну модель температурної залежності для низькочастотного діапазону. Другий розділ містить інформацію про методологію експерименту, а саме деталі проектування та розробки власного вимірювального пристрою низькочастотного оптичного шуму. У третьому розділі наведені отримані оптичні спектри потужності шуму у широкому частотному діапазоні від мГц до МГц для різних значень струму та температури, їх аналіз і порівняння із запропонованою моделлю. Доведено збіг експериментальних результатів з моделлю 1/fy для низькочастотного діапазону та проведено підгонку.
dc.description.abstractotherLow-frequency noise in light-emitting diodes (LEDs) is strongly related to the presence of defects in the active region and their parameters. Studying this noise provides a non-destructive and time-efficient method for characterizing such traps, which is of interest to the semiconductor industry. The aim of the work is to develop and verify a theoretical model for describing the optical noise of blue LEDs with InGaN quantum wells. The model is based on the idea of a continuous distribution of the characteristic relaxation lifetime of generation-recombination power spectral density components of individual traps. The subject of the study is the mechanisms responsible for the occurrence of such noise, their resulting contribution to the total LED noise, as well as their dependence on current and temperature. The object of the research is the noise processes in commercially available blue LEDs with a single InGaN quantum well. The work consists of three main sections and conclusions. The first section reviews the literature and presents the theoretical framework of the research. The total noise spectrum was decomposed into components according to the proposed theoretical model, which includes low-frequency 1/f noise, generation–recombination noise, and white noise. The 1/fy noise was modeled as a superposition of defect-associated generation–recombination noise components with continuous uniform and wide distribution of characteristic relaxation lifetimes. In addition, a corresponding model describing the temperature dependence in the low-frequency range was developed. The second section contains information about the experimental methodology, specifically the design and development of a custom low-frequency optical noise measurement device. The third section presents the obtained noise optical power spectra over a wide frequency range — from mHz to MHz — for different current and temperature values, along with their analysis and comparison of the proposed model. The agreement of the experimental results with the 1/fy model for the low-frequency range is demonstrated, and model fitting was performed.
dc.format.extent95 с.
dc.identifier.citationБогомолов, Д. К. Дослідження низькочастотного і високочастотного шуму у InGaN світлодіодах : магістерська дис. : 105 Прикладна фізика та наноматеріали / Богомолов, Данило Костянтинович. - Київ, 2025. - 95 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78981
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectсвітлодіоди
dc.subjectоптичний шум
dc.subjectнизькочастотний шум
dc.subjectвисокочастотний шум
dc.subjectгенераційно-рекомбінаційний шум
dc.subjectспектральна густина потужності
dc.subjectлоренціана
dc.subjectсинхронний підсилювач
dc.subjectтрансімпедансний підсилювач
dc.subjectсимуляція електричного шуму
dc.subjectlight-emitting diodes
dc.subjectoptical noise
dc.subjectlow-frequency noise
dc.subjecthighfrequency noise
dc.subjectgeneration-recombination noise
dc.subjectpower spectral density
dc.subjectLorentzian
dc.subjectlock-in amplifier
dc.subjecttransimpedance amplifier
dc.subjectelectrical noise simulation
dc.subject.udc538.9
dc.titleДослідження низькочастотного і високочастотного шуму у InGaN світлодіодах
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
BohomolovDK_mahistr.pdf
Розмір:
34.35 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ПФ)
Магістерські роботи