Korkean hyötysuhteen ledien numeerinen mallintaminen

Korkean hyötysuhteen ledit ovat energiatehokkaita valonlähteitä, joiden odotetaan parantavan valaistuksen energiatehokkuutta merkittävästi lähivuosina. Muita tärkeitä ledien sovelluskohteita on mm. tietoliikenne- ja näyttötekniikassa. Numeeriset menetelmät ovat varteenotettava työkalu tulevaisuuden lediratenteiden optimointiin. Simuloimalla saadaan yksityiskohtaista tietoa fysikaalisista suureista ja ilmiöistä, joiden mittaaminen on vaikeaa. Tämä diplomityö käsittelee ledien fysiikkaa ja toimintaperiaatetta. Tarkastelun kohteena on erityisesti virrankuljetukseen ja varauksenkuljettajien rekombinaatiomekanismeihin liittyvät ilmiöt. Varauksenkuljettajadynamiikkaa kuvataan osittaisdifferentiaaliyhtälöryhmällä, jonka numeerisella ratkaisulla mallinnetaan ledin toimintaa. Simuloidut rakenteet ovat yksiulotteisia pn- ja heteroliitoksia. Simulaatioista saatavia tuloksia käytetään virrankuljetuksen ja optisten prosessien hyötysuhteiden määrittämiseen. Ledien toiminnan lämpötilariippuvuutta tarkastellaan optimaalisen toimintapisteen ja lämpötilan määrittämiseksi. Heteroliitoksen vallien paksuuden ja lämpötilan vaikutusta aktiivisen alueen vuotovirtaan tarkastellaan yksityiskohtaisesti