現代科技簡介 Introductory Modern Technology

磁性半導體(Ferromagnetic Semiconductor)

磁性半導體(Ferromagnetic Semiconductor)
國立彰化師範大學物理所陳建淼研究生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

首先,先簡略介紹半導體的概念:半導體物質為介於導體與非導體間之物質,其導電性在導體與絕緣體之間,並隨溫度而增加。半導體最常利用矽當作半導體材料,因為純矽本身導電性低,故需加入特定雜質來增加導電性,常用的雜質有V A族,價電子數為5,所以可大量增加電子數目,而產生n型半導體;如果用III A族,價電子數為3,則大量增加電洞數目,而產生 p 型半導體。

雷射的分類

雷射的分類(Types And)
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

雷射根據它的活性介質(active media)的狀態,可以分為以下幾種:
1. 氣態雷射(Gas lasers):常見的有氦氖(He Ne)雷射、二氧化碳雷射和氬離子雷射。其中氦氖雷射因為便宜而曾經在教育界被大量使用;二氧化碳雷射則因為效率很高而被曾使用在工業切割的高功率雷射。氬離子雷射也因為頻寬很窄,因此曾常被使用在研究用的實驗室中。

間隙物(Spacer)

間隙物(Spacer)
國立彰化師範大學光電所賴柏仲碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

液晶顯示器裝置之各種性能,如應答速度、對比值及臨界電壓等,皆與液晶層的厚度有關。因此,一般均依照液晶材料的光學特性來控制液晶層厚度。

如果液晶層內的厚度不均勻而產生厚度差,將會造成顯示效果不均勻的現象,所以液晶顯示裝置要適當的挑選間隙物,依其要求設定液晶層厚度。 間隙物可以依照形狀而大致分類為:板狀、棒狀及粒狀物三種。液晶顯示板開發初期大多使用板狀間隙物,但其無法被均勻分散在顯示幕的液晶層內,只能配置在液晶槽的周邊以設定液晶層厚度。但封裝用接著劑會流入電極基板與間隙物間,造成其液晶層厚度有所誤差,且其間隙物有可能相互重疊,有許多缺點,故現行已不再使用。

液晶的其他應用(一)(The Other Purposes of Liquid Crystal )

液晶的其他應用(一)(The Other Purposes of Liquid Crystal )
國立彰化師範大學光電所賴柏仲碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

大部分的液晶裝置利用電場的有無所引起的液晶元件的光的透過、遮斷或光散亂等基本現象。除此之外,讓液晶分子做初期排列,外加一電場時,由於液晶分子的再排列,使其折射率異向性發生變化。

或者部分性的外加電場,將使液晶分子的排列組織產生不均一化,讓透過光強度分布發生變化。利用以上幾樣特性,我們將舉出若干個液晶在顯示器外的應用例子。 液晶溫度計: 現在示售一種液晶溫度計,其利用液晶的呈色特性,找出在不同溫度下呈色的液晶,,將其依呈色溫度印刷成個別可以顯示的數字,當溫度到達液晶的呈色溫度時,液晶自然就會顯示出數字。

海恩斯-蕭克萊實驗(Haynes-Shockley Experiment)

海恩斯-蕭克萊實驗(Haynes-Shockley Experiment)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

在1951年首度由貝爾電話公司實驗室的J.R. Haynes和W. Shockley完成了一項半導體的經典實驗,呈現出少數載子的漂移和擴散。這項實驗可以分別量出少數載子移動率μ和擴散係數D。

垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)

垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

雷射根據其光學共振腔的不同可分為兩類,一為側射型雷射,另一則為面射型雷射。此光學共振腔的配置方式為將二平行的反射鏡和主動層平面平行擺放,由於反射鏡和異質接面平行,反射鏡不適合使用劈裂的方式形成,因此為直接使用磊晶成長的方式製作,此成長的反射鏡通常是由二種折射率差異大的材料成對搭配反覆循環成長,當成長的對數越多時,反射鏡的反射率就越高,此種反射鏡稱為布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector, DBR),成長完下反射鏡後,才開始成長p-i-n雙異質結構形成主動層,接著再成長上反射鏡。

長距離光纖通訊

長距離光纖通訊 (Fiber-Optic Communication) 
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

目前實際使用長途光纖骨幹網路而言,要實現遠距離傳輸,需要在網路上放置摻鉺光纖放大器(EDFA),而EDFA的工作波長被限制在1530nm~1625nm,現在我們拿Erbium doped fiber amplifier來簡單的說明一下其工作原理。

金氧半場效應電晶體(MOS Field-Effect Transistor. MOSFET)

金氧半場效應電晶體(MOS Field-Effect Transistor. MOSFET)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

被廣泛使用的電子元件,像是用在數位積體電路上,就是金屬-絕緣-半導體電晶體。此元件通道的電流是由閘極電壓透過絕緣層來控制通道的電荷數,但由於大部分此類元件都採用Si為半導體,SiO2為絕緣層,及金屬或是高摻雜的多晶矽為閘極,因此通稱此元件為金氧半場效應電晶體(MOSFET)。

有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diodes)

有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diodes)
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

有機發光二極體(organic light-emitting diodes, OLED)中最簡單的構造就是將發光層(即有機材料)夾在兩個電極之間,像三明治形狀,而基板為與發光機制無關的玻璃,是用來當支撐的。此結構與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)的結構很像,LED一般結構為陽極n型半導體、活性層、p型半導體陰極。

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