Séance de cours

Efficacité des LED: Fabrication et comparaison

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Dans cours

PHYS-434: Physics of photonic semiconductor devices

Series of lectures covering the physics of quantum heterostructures, dielectric microcavities and photonic crystal cavities as well as the properties of the main light emitting devices that are light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs). ...

Description

Cette séance de cours se penche sur l'efficacité des LED, en mettant l'accent sur l'efficacité de l'extraction de la lumière, la puissance de sortie optique et l'efficacité de la prise murale. Il couvre la fonction de sensibilité oculaire, le flux lumineux, l'efficacité lumineuse et la comparaison d'efficacité avec d'autres sources lumineuses. La discussion s'étend à la fabrication de LED, en particulier les LED bleues, cruciale pour la réalisation de LED blanche. La séance de cours souligne l'importance de l'indice de rendu des couleurs dans l'efficacité LED et introduit des concepts comme l'efficacité quantique externe et l'efficacité de la puissance. Diverses techniques pour améliorer l'efficacité des LED, telles que le principe ThinGaN et les LED de cavité résonante, sont explorées. La séance de cours se termine par une perspective historique sur les sources de lumière blanche et le potentiel de croissance des LED dans l'éclairage général.

Enseignant·e·s (2)

Nicolas Grandjean

Nicolas Grandjean received a PhD degree in physics from the University ofNice Sophia Antipolis in 1994 and shortly thereafter joined the French National Center for Scientific Research (CNRS) as a permanent staff member. In 2004, he was appointed tenure-track assistant professor at the École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) where he created the Laboratory for advanced semiconductors for photonics and electronics. He was promoted to full professor in 2009. He was the director of the Institute of Condensed Matter Physics from 2012 to 2016 and then moved to the University of California at Santa Barbara where he spent 6 months as a visiting professor. Since 2018, he is the head of the School of Physics at the EPFL. He was awarded the Sandoz Family Foundation Grant for Academic Promotion, received the “Nakamura Lecturer” Award in 2010, the "Quantum Devices Award” at the 2017 Compound Semiconductor Week, and “2016 best teacher” award from the EPFL Physics School. His research interests are focused on the physics of nanostructures and III-V nitride semiconductor quantum photonics.

Raphaël Butté

Raphaël Butté was born in Paris, France, in 1973. He received the PhD degree from the University Claude Bernard, Lyon, France, in 2000 for his research on the structural and optoelectronic properties of hydrogenated nanostructured silicon thin films with potential applications for photovoltaics and thin film transistors. He then moved to the University of Sheffield (2000-2003), UK, to work as postdoctoral research associate in the group of Prof. Maurice S. Skolnick (Fellow of the Royal Society). His research shifted to the optical properties of III-V semiconductors with a main focus on the nonlinear optical properties of cavity polaritons occurring in GaAs-based microcavities driven under resonant optical excitation. In 2004, he moved to Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) as scientific collaborator in charge of optical spectroscopy at LASPE (http://laspe.epfl.ch/), a newly established laboratory directed by Prof. Nicolas Grandjean. In 2010, he became permanent member of staff (Scientific Collaborator and Lecturer). He was promoted to the position of Senior Scientist in 2016. His current research activity deals with planar waveguides, microdisks and photonic crystals made from III-nitride semiconductors. In particular, he is leading the activity focusing on: (i) the physics of exciton-polaritons in planar waveguides and (ii) high-β photonic crystal nanolasers. He is the author of 119 scientific articles published in peer-reviewed international journals, 14 publications published in peer reviewed journals following an international conference (Web of Science > 4500 citations, h-index: 36; Google Scholar > 6200 citations, h-index: 42) and 6 book chapters. He has given 30 invited talks in International Conferences/Winter-Summer Schools/Workshops. He has been the Publications Chair/Guest Editor of the Proceedings of the 5th International Workshop on Nitride semiconductors (IWN2008) and also served as Scientific Secretary of IWN2008 and of the 5th International Conference on Spontaneous Coherence in Excitonic Systems (ICSCE5). In 2012, he was one of the 149 scientists recognized by the Outstanding Referee program (http://publish.aps.org/OutstandingReferees) of the American Physical Society (APS) selected from a pool of roughly 60,000 currently active referees. Since September 2019, he is an Editorial Board Member of the newly launched open access APS journal, Physical Review Research. From September 2013 until December 2017, he was one of the Editors of the journal "Superlattices and Microstructures" (Elsevier). Since September 2015 he is a member of the Physics Doctoral School Teaching Committee. He was also a member of the EPFL Teaching Conference from September 2015 until August 2017.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

État plasma: Plasma lighting

Électrotechnique

Photonique: Photonique

Concepts associés (32)

Température de couleur

vignette|Boîte blanche éclairée à gauche par un éclairage à incandescence, , à droite par la lumière du jour au crépuscule, . La température de couleur caractérise une source de lumière par comparaison à un matériau idéal émettant de la lumière uniquement par l'effet de la chaleur. Elle indique en kelvins (unité du Système international dont le symbole est K) ou en mired la température du corps noir dont l'apparence visuelle serait la plus proche de la source de lumière (, ).

Couleur métamère

Deux couleurs métamères ou homochromes sont deux lumières visibles dont le spectre physique est différent, mais que la vision humaine ne différencie pas. La lumière qui éclaire des surfaces colorées participe à la formation du spectre lumineux qui arrive à l'œil. Deux surfaces peuvent sembler identiques sous un éclairage et paraître de couleurs différentes avec un éclairage d'une autre répartition spectrale. Quand cette possibilité crée des difficultés, comme en restauration de peintures, on parle de problème de métamérisme.

Ordinateur optique

Un ordinateur optique (ou ordinateur photonique) est un ordinateur numérique qui utilise des photons pour le traitement des informations, alors que les ordinateurs conventionnels utilisent des électrons. Les photons ont la particularité de ne pas créer d’interférence magnétique, de ne pas générer de chaleur et de se propager très rapidement. Les transistors optiques sont beaucoup plus rapides que les transistors électroniques. Des ordinateurs optiques pourraient être plus puissants que les ordinateurs conventionnels actuels.

Cristal photonique

Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques, semi-conducteurs ou métallo-diélectriques modifiant la propagation des ondes électromagnétiques de la même manière qu'un potentiel périodique dans un cristal semi-conducteur affecte le déplacement des électrons en créant des bandes d'énergie autorisées et interdites. Les longueurs d'onde pouvant se propager dans le cristal se nomment des modes dont la représentation énergie-vecteur d'onde forme des bandes.

Optique intégrée

L'optique intégrée concerne l'utilisation de technologies similaires à celles de la microélectronique pour la réalisation de composants optiques de très petite dimension. La réalisation des systèmes d'optique intégrée se fait par modification d'un substrat comme le phosphure d'indium. Ces technologies permettent de réaliser dans de faibles volumes des fonctions optiques élémentaires ou élaborées impossibles à réaliser par d’autres technologies. Leur géométrie générale est celle de plaquettes de quelques cm d'une épaisseur maximale de .

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