nach oben

Optical and Quantum Electronics

Erschienen in:

01.01.2018

Electroluminescent cooling in intracavity light emitters: modeling and experiments

verfasst von: Toufik Sadi, Pyry Kivisaari, Jonna Tiira, Ivan Radevici, Tuomas Haggren, Jani Oksanen

Erschienen in: Optical and Quantum Electronics | Ausgabe 1/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

We develop a coupled electronic charge and photon transport simulation model to allow for deeper analysis of our recent experimental studies of intracavity double diode structures (DDSs). The studied structures consist of optically coupled AlGaAs/GaAs double heterojunction light emitting diode (LED) and GaAs p–n-homojunction photodiode (PD) structure, integrated as a single semiconductor device. The drift–diffusion formalism for charge transport and an optical model, coupling the LED and the PD, are self-consistently applied to complement our experimental work on the evaluation of the efficiency of these DDSs. This is to understand better their suitability for electroluminescent cooling (ELC) demonstration, and shed further light on electroluminescence and optical energy transfer in the structures. The presented results emphasize the adverse effect of non-radiative recombination on device efficiency, which is the main obstacle for achieving ELC in III-V semiconductors.

Vorheriger Artikel Utmost response time of long-wave HgCdTe photodetectors operating under zero voltage condition

Nächster Artikel Computational analysis of hybrid perovskite on silicon 2-T tandem solar cells based on a Si tunnel junction

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Bender, D.A., Cederberg, J.G., Wang, C., Sheik-Bahae, M.: Development of high quantum efficiency GaAs/GaInP double heterostructures for laser cooling. Appl. Phys. Lett. 102, 1–4 (2013)CrossRef

Casey, H.C., Sell, D.D., Wecht, K.W.: Concentration dependence of the absorption coefficient for n- and p-type GaAs between 1.3 and 1.6 eV. J. Appl. Phys. 46(1), 250–257 (1975)ADSCrossRef

Chen, Y., Kivisaari, P., Pistol, M.-E., Anttu, N.: Optimization of the short-circuit current in an InP nanowire array solar cell through opto-electronic modeling. Nanotechnology 27, 1–9 (2016)

Guina, M., Härkönen, A., Korpijärvi, V.-M., Leinonen, T., Suomalainen, S.: Semiconductor disk lasers: recent advances in generation of yellow-orange and mid-IR radiation, Adv. Opt. Technol., vol. 2012, Art. no. 265010 Apr (2012)

Huang, D., Santhanam, P., Ram, R.J.: Low-power communication with a photonic heat pump. Opt. Exp. 22, A1650–A1658 (2014)ADSCrossRef

Kivisaari, P., Oksanen, J., Tulkki, J., Sadi, T.: Monte Carlo simulation of hot carrier transport in III-N LEDs. J. Comput. Electron. 14, 382–397 (2015)CrossRef

Kivisaari, P., Sadi, T., Li, J., Rinke, P., Oksanen, J.: On the Monte Carlo description of hot carrier effects and device characteristics of III-N LEDs. Adv. Electron. Mater., vol. 3, Art. no. 1600494 (2017)

Nakamura, S., Krames, M.R.: History of gallium-nitride-based light-emitting diodes for illumination. Proc. IEEE 101, 2211–2220 (2013)CrossRef

Oksanen, J., Tulkki, J.: Thermophotonic heat pump—a theoretical model and numerical simulations. J. Appl. Phys. 107, 1–8 (2010)CrossRef

Oksanen, J., Tulkki, J.: Thermophotonics: LEDs feed on waste heat. Nat. Photonics 9(12), 782–784 (2015)ADSCrossRef

Olsson, A., Tiira, J., Partanen, M., Hakkarainen, T., Koivusalo, E., et al.: Optical energy transfer and loss mechanismsin coupled intracavity light emitters. IEEE Trans. Electron Dev. 63, 3567–3573 (2016)ADSCrossRef

Radevici, I., Tiira, J., Oksanen, J.: Lock-in thermography approach for imaging the efficiency of light emitters and optical coolers. SPIE Proc. 10121, 1–7 (2017)

Sadi, T., Oksanen, J., Tulkki, J.: Effect of plasmonic losses on light emission enhancement in quantum-wells coupled to metallic gratings. J. Appl. Phys. 114, 1–9 (2013a)CrossRef

Sadi, T., Oksanen, J., Tulkki, J., Mattila, P., Bellessa, J.: The Green’s function description of emission enhancement in grated LED structures. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 19, 1–9 (2013b)CrossRef

Sadi, T., Kivisaari, P., Oksanen, J., Tulkki, J.: On the correlation of the Auger generated hot electron emission and efficiency droop in III-N light-emitting diodes. Appl. Phys. Lett. 105, 1–5 (2014a)CrossRef

Sadi, T., Oksanen, J., Tulkki, J.: Improving light extraction from GaN light-emitting diodes by buried nano-gratings. IEEE J. Quantum Electron. 50, 141–147 (2014b)ADSCrossRef

Santhanam, P., Huang, D., Ram, R.J., Remennyi, M.A., Matveev, B.A.: Room temperature thermo-electric pumping in mid-infrared light-emitting diodes. Appl. Phys. Lett. 103(18), 1–5 (2013)CrossRef

Sheik-Bahae, M., Epstein, R.I.: Optical refrigeration. Nat. Photonics 1(12), 693–699 (2007)ADSCrossRef

Strauss, U., Rühle, W.W., Köhler, K.: Auger recombination in intrinsic GaAs. Appl. Phys. Lett 62(1), 55–57 (1993)ADSCrossRef

Varshni, V.P.: Band-to-band radiative recombination in groups IV, VI, and III-V semiconductors (I). Phys. Status Solidi 19(2), 459–514 (1967a)CrossRef

Varshni, V.P.: Band-to-band radiative recombination in groups IV, VI, and III-V semiconductors (II). Phys. Status Solidi 20(1), 9–36 (1967b)CrossRef

Zhang, J., Li, D., Chen, R., Xiong, Q.: Laser cooling of a semiconductor by 40 kelvin. Nature 493(7433), 504–508 (2013)ADSCrossRef

Titel: Electroluminescent cooling in intracavity light emitters: modeling and experiments
verfasst von: Toufik Sadi
Pyry Kivisaari
Jonna Tiira
Ivan Radevici
Tuomas Haggren
Jani Oksanen
Publikationsdatum: 01.01.2018
Verlag: Springer US
Erschienen in: Optical and Quantum Electronics / Ausgabe 1/2018
Print ISSN: 0306-8919
Elektronische ISSN: 1572-817X
DOI: https://doi.org/10.1007/s11082-017-1285-z

Springer Professional

Abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Springer Professional "Wirtschaft"

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2018

Terahertz data combined with principal component analysis applied for visual classification of materials

1/f Noise modeling of InAs/GaSb superlattice mid-wavelength infrared detectors

Passive Q-switching based on ReS2 saturable absorber in Er-doped fiber laser at 1532 nm

Optical solitons for a family of nonlinear ()-dimensional time-space fractional Schrödinger models

Optimized photoelectric receiver to enhance modulation bandwidth of visible light communication system

Auto-Bäcklund transformations and solitary wave solutions for the nonlinear evolution equation