发光二极管光取出原理及方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,时间反复无常，鼓着翅膀飞逝,发光二极管光取出原理及方法,发光二极管光取出原理及方法时间反复无常，鼓着翅膀飞逝发光二极管光取出原理及方法2发光二极管光取出原理及方法,21发光二极管光取出原理,电光转换效率(Wall-plug Efficiency):半导体发,光二极管的辐射发光效率,是光的输出功率于,输入电流功率之比。,Popt:光输出功率;Cex:光取出效率;I与V分,别为加在LED两端的电流和电压,因此,在输入功率一定的情况下,要改进电光,转换效率就要改进内部量子效率和高的光取出,效率。,素质教育转眼间已经提出了几年，它已经不是一句空话，已经从各个方面体现出来，不断地展示出它的辉煌。而评价学生也不是单纯地看成绩，是一种综合能力的考查。面对当今世界发展状况，教师队伍就要不断提出新的挑战，不断创新，培养出富有创造性的学生，让学生将来成为有用人才。,一、创新教育在物理实验教学中的作用,实验是学生科学探究、获取新知识的主要手段，是让学生从“生动的直观到抽象思维，再从抽象的思维到试验”的科学研究规律，是创新教育的基本模式。物理实验教学是物理教学的基础，是创新教育的基础。具体表现在以下几方面：,（一）实验教学可以激发学生的创新欲望,学生是学习的主体，教师是主导。教师只有引导学生具有学习动机，才能激发学生的好奇心、求知欲，才能激发他们的创新意识。实验就是激发好奇心的重要手段。实验的种类有很多，大致分为：演示实验、学生实验、家庭小实验、课外小实验、小制作等等。而不同的实验又有不同的功效。例如，演示实验可以激发学生的学习兴趣，学生对学习有了兴趣，成绩自然会提高。学生实验是培养学生动手能力和创新意识的主要方法。家庭实验为教学起到辅助作用，是实践知识的重要阵地。小实验、小制作是增强学生对知识的应用，动手能力的培养，创新意识开发的综合体现。,（二）实验有利于学生掌握科学的学习方法、科学态度,人类获取一个新知识都是从实践中来，再应用到实践中去的一个过程。实验可以使学生能够获取新知识，知道知识的来源。通过实验使学生知道物理学家是如何探讨新知识的，让学生懂得科学的学习方法；使学生知道知识起源于实验；知识的获取要通过反复的实验来验证；学习新知识必须采取科学的方法、科学的态度分析问题。,（三）实验能够培养学生的观察能力，养成实事求是、勇于探求真理的精神,实验是新知识获取的源泉。教师要让学生观察实验的用具、装置，按步骤做实验，观察现象，引导学生采取实事求是的态度分析现象，解释原因及形成等。,二、创新教育在物理实验教学中的实施,实验是学习物理学的先导，是学习物理知识、创新教育的主要途径。教师必须认识到实验的地位和作用。,（一）让学生想，让学生做,让学生观察生活中的物理现象，多问几个为什么，然后自己先设下猜想，再根据自己的假设和猜想设计实验。这就要求教师上每一节课都要做好充分的准备，设计好实验，准备好实验器材，也可以让学生自带一些器材，根据自己的假设和猜想准备实验，设计实验，分析实验，得出结论。教师主要起辅导作用，让学生大胆地试验，大胆地去尝试，让他们体会到失败和成功之感。,（二）鼓励学生多做演示实验,在物理教学中演示实验是不可分割的一部分。学生对实验总是特别感兴趣。每当我做演示实验时，总有一部分学生站起来观看，怕自己看不见，这说明学生的求知欲特别强。根据这一情况，我总是把实验的要领说清，然后让他们自己动手去做、去探讨，而我只起辅导作用，真正让学生成为学习的主体。这样既可满足学生的好奇心，又培养了学生的动手能力；既增强了学生的记忆力，又增强了荣誉感。这样才能拓展实验空间，增加学生创新精神潜在的内驱力。,（三）增加分组实验，发挥集体智慧的结晶,在多年的物理教学实践中，我发现学生大多愿意动手，而且动手能力很强，尤其是后进生。他们虽然学习成绩落后，但有的方面却很强，有很大的潜力可以挖掘，所以我经常组织学生分组实验。每当分组实验时，我都尽可能地增加试验的组数，增大实验的力度，更多地培养学生的创新精神。,（四）引导学生设计实验，制作科技小制作,随着社会的发展，社会上出现了各种各样的废品和废物。我发现其中有许多的物品可以做实验和科技小制作。所以我在教学活动中，常常让学生找一些物品，在课堂活动中做物理实验、小制作。每个人根据自己准备的物品，自己设计，自己制作，也可以几个人一组，发挥集体的智慧，进行科学制作、实验。这样有效激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新精神。,物理课是一门以实验为基础的科学。人类的物理知识主要来源于对自然的观察，特别是来源于物理实验。物理中的重大发现及理论的建立都是以观察和实验为基础的。例如，万有引力定律的发现是牛顿从观察和思考苹果落地这一自然现象而发现的；阿基米德定律是阿基米德在澡盆里发现的；原子核的结构学说是卢瑟福根据观察到的2粒子散射实验现象中提出来的；伽利略斜面实验推翻了古希腊学者亚里士多德关于运动和力的错误观点，总结得出了：“力是改变物体运动状态的原因”的正确结论，等等。,总之，观察和实验作为一种手段，特别是作为一种物理学的基础思想或基本点，在物理学的形成和发展中起着十分重要的作用。江泽民同志在党的十六大报告中指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”因此，我们教师要不断创新，力争为祖国培养更多的创新型人才。,农村小学英语教学情况普遍存在以下这些问题：硬件设施落后；师资力量薄弱，很多都是非专业英语老师或其它科目的老师给代着，在发音和知识点的把握上存在很大问题，专业水平和综合素质有待提高；学生们的拼音基础还没打好又加入了英文字母的学习，使得很多学生分不清两种语言而影响了语文和英语两科的成绩；教学时间不足，教材内容多，考试成绩不好等等。这些问题长期困扰着我们，严重阻碍了英语教学的发展。不管问题有多少，归根到底要提高教学质量，还是要反思我们教师，学生的情况，反思我们的课堂教学，改进我们的课堂教学，要创建有特色的课堂教学，这样才能从根本上改变农村英语教学落后的现状。,农村孩子比较胆小，羞于说英语。农村中学的学生往往显得更加胆小拘谨、不善言谈，缺少自信心理，又害怕会说错被老师批评，并且易落于机械的条文背诵的俗套。农村中学教学方法、手段还存在使用传统的英语教学方法的情况，课堂气氛沉闷，学生处于被动接受状态，无法满足他们的学习兴趣，以致于学生产生厌倦心理，不愿意继续学习英语。这都给中学英语教育者平常的正常教学增添了一定的难度，而如果我们只要单调的学习和理解所学知识，背语音及语法规则，记忆词汇，就恰恰忽视了他们学习英语的优势、长处，而学生本身也会因为学习的单调乏味及困难而跟不上学习进度，久而久之就会放弃英语学习。而且农村中学的学生英语学习起步晚，基础不好。作为七年级的英语教师，尤其必须充分了解学生的学习状况，学生的英语水平参差不齐，比如有的孩子小学学了一点英语，有的又没有学，在这种情况下，教师首先要做好小学到初一的英语学科的衔接与过渡教学，了解学生学过什么，现在要学什么，怎么学习等问题。衔接过渡的工作作好了，才能顺利的进行以后的教学工作。这对老师的业务水平是个很大的挑战。,当然，从辩证唯物主义的角度来说，任何事物都不可能只有优点而无短处，中学生学习英语时有优势，但不可否认的，他们的理解能力相对较弱，注意力不易集中，对事物的学习往往又缺少持久性，并且不喜欢单调的重复操作和机械式的训练。在课堂教学中，我们要时时关注学生的学习需求。因为学习必须是学生个体内化的一个过程，如果我们讲授的知识是学生已经掌握了，或是学生根本不感兴趣的，或者知识对学生来说太难了，这就会降低课堂教学的效率，这时我们就必须调整自己的教法要去适应学生的学习需求。一个带着积极情感学习课程的学生，应该比那些缺乏热情、乐趣或兴趣的学生，或者比那些对学习材料感到焦虑和恐惧的学生，学得更加轻松，更加迅速。英语课堂上我们的教学语言要丰富有趣，通俗易懂，贴近学生的知识水平。我们应尽量使用英语进行教学，给学生营造良好的学习氛围，如果学生未达到一定水平，盲目追求全英语课堂教学，效果就会适得其反，教师讲得热烈，学生不来气，云里雾里坐飞机。如果我们英汉结合，偶尔穿插一些笑话、幽默，课堂就会生动有趣，学生乐学。因此，课堂语言的使用要适当使用母语，从英汉交叉，到全英语教学。一定要切合实际，循序渐进，让学生能接受，又有所提高，要讲求实效。,教师可以根据每堂课教学侧重点的不同，分课型进行教学。例如：口语课、听力课、阅读课、语法课、实践活动课以及练习课等等。课堂上要避免面面俱到满堂灌。我们教师总是担心学生差，搞不懂，于是不停地讲，反复讲，殊不知，越讲学生越没感觉。事实上，照此下去，学生学习上就会变得麻木不仁，懒散、依赖性强，缺乏捕捉信息发现问题的敏锐性。课堂上，我们应该给学生一定的时间和空间，引导学生去发现问题、思考问题、解决问题。,课堂上时间很有限，教师必须设计精选每个课堂练习。形式也不拘一格：口头表达，书面练习均可。学生课余用英语的时候不多，我们必须让学生在课堂上多动口，动手，动脑。我们不提倡题海战术，但适当的题型练习，定期的检测，中考前的适应性训练也是非常重要的。教师要对题型进行筛选、归类，检测要及时，反馈信息要迅速，充分肯定学生的进步，及时查漏补缺。没有量的积累就没有质的飞跃。,总之，农村中学的英语教学形势是严峻的，问题也是多方面的，但只要我们抓好课堂教学，善于思考研究，大胆实践探索，就会找到适合教师教，适合学生学的方法，从而真正提高农村中学学生的英语语言的综合运用能力，改变我们农村英语教学的落后现状，使教师教得轻松，学生学得愉快，到那时，英语教学的春天就真正来到了。,2发光二极管光取出原理及方法,21发光二极管光取出原理,电光转换效率(Wall-plug Efficiency):半导体发,光二极管的辐射发光效率,是光的输出功率于,输入电流功率之比。,Popt:光输出功率;Cex:光取出效率;I与V分,别为加在LED两端的电流和电压,因此,在输入功率一定的情况下,要改进电光,转换效率就要改进内部量子效率和高的光取出,效率。,光在产生和辐射过程中的损失,般平面结构的LED都生长在具有光吸,收功能的衬底上,以环氧树脂圆顶形封,装。这种机构光取出效率可能低至4%左,右。,原因:一是电流分布不当以及光被材料,本身吸收;二是不易从高折射率的半导,体传至低折射率的空气,3,全反射损失:只有小于临界角内的光可以完全被射,出,其他的光则被反射回内部或吸收。,解决措施:一般情况下用环氧树脂做成圆顶(,Semispherical Dome),放在LED芯片上,可以大大增,加临界角,但是制造成本同时增加,(a)Light output,(b),emiconductor,Substrate,图23(a),发光在半导体内界面反射示意图,图2.3(b),半球型P型区结构示意图,种经济的减少全反射的方法是将p-n结,用环氧树脂包封起来,利用模具可以很,方便地浇铸成半球形封帽。如下图所示,目前工业化生产地单体发光二极管多采,用类似结构,Plastic dom,图2.3(c),通常发光二极管结构示意图,22增加光取出率的方法,增加光取出率,首先要增加内部量子效率,希,望能达到99%左右。然后需要改进内部结构以,利于电流分布以及减少光吸收。,22.1增加内部量子效率,1、采用最佳活性层,对nGaN/GaN量子阱而言,大部分注入电子被,俘获并限制在阱层,这些被俘获的电子被电场,加速到高能量,使场离化,离化的空穴与电子复,生光子.但是那些未被俘获并限制于阱层,的电子将形成漏电流,惠普公司采用4个50nm厚的 AlIngaN/GaN,量子阱,发现其发光效率要比在同等厚,度下的非量子阱活性层效率高30%,下图是南昌大学教育部发光材料国家重,点实验室制备的 INgan/GaN量子阱,数,目为5个,Si(l1)衬底上的niaN/GaN MQW的TEM(a)明场像;(b)高分辨像,20nm,从图中可以看出量子阱为5个周期,且阱(In gaN)和垒(GaN)界面明锐,表明生长的量子阱,结构质量良好;图(b)是该样品 In GaN/GaNMQW的高分辨像,由于In原子对电子的原子,散射因子比Ga原子的大,黑色条纹为阱(In gaN),白色条纹为垒(GaN).从图中观察,阱和垒,的厚度较为均匀由标尺量得阱(In gaN)层厚约为2m,垒(GaN)层厚约为815nm,2改进材料的质量,延在异质衬底上的GaN失陪位错和线,性位错密度一般位10-10cm2,其他的晶体,缺陷包括晶界、堆垛层错,这些缺陷都,是非复合中心。会在带隙中引入能量态,和降低少数载流子的寿命,缺陷会提高器件的阈值电压和反向漏电,流,降低载流子迁移率和热导率。这些,不利效应将阻止理想性能的复杂结构的,大面积大功率器件的制备,66,、节制使快乐增加并使享受加强。,德谟克利特,67,、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。,裴斯泰洛齐,68,、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之间。,歌德,69,、懒人无法享受休息之乐。,拉布克,70,、浪费时间是一桩大罪过。,卢梭,