Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11584
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAhmad Fakhrurrazi Ahmad Noorden, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAzniwati Abdul Aziz, Ph.Den_US
dc.contributor.authorFaris Azim Ahmad Fajrien_US
dc.date.accessioned2023-08-07T06:18:30Z-
dc.date.available2023-08-07T06:18:30Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11584-
dc.description.abstractThis work reports the effect of doping on the energy-band structure of homojunction light-emitting diode (LED) epitaxial layers. The research correlates the resultant values of bandgap energy and its depletion region, which are then applied to the luminescence spectrum of the light-emitting diode. The energy-band structure is simulated by initializing the various materials’ properties of Gallium Nitride (GaN), including Gallium Arsenide (GaAs), and solving the Poisson’s equation derived from Boltzmann’s Transport equation. The equation is solved by applying the finite difference method and using the Newton-Raphson method. Both materials are compared with different dopant concentrations in the range of 1 x 1018 cm-3 to 1 x 1021 cm-3. Taking the Silicon properties as the controlled variable, the energy-band structure is validated with literature findings. The calculated band gap energy of GaAs shifts from 1.4273 eV to 1.4640 eV, and for GaN, from 3.3970 eV to 3.4148 eV. The bandgap energy increases with the proportion to the doping concentration increments. However, when obtaining the epitaxial layer’s active 1-D spatial regions for GaAs and GaN, it reduces from (1.5700x10-1μm – 7.5000x10-3μm) and from (1.8450x10-1μm – 8.5000x10-3μm) x 1 μm2 respectively. The findings show that doping concentration is saturated at a certain threshold, which provides a less significant impact on the semiconductor energy-band structure. Thus, the numerical system determines the LED output spectrum and the threshold values for bandgap energy. The analyzed bandgap thresholds are obtained as 1.440eV for GaAs and 3.403eV for GaN at dopants’ concentrations of 2.951x1019cm-3 and 4.467x1019cm-3, respectively. The peak intensity wavelengths are obtained as 363.17nm for GaN and 845.7nm for GaAs.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshDoped semiconductorsen_US
dc.subject.lcshEnergy structure -- Mathematical modelsen_US
dc.subject.lcshLight emitting nodesen_US
dc.titleDopants concentration effect on gallium arsenide and gallium nitride-based homojunction LED epi-layersen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityt11100484502FarisAzimBinAhmadFajrien_US
dc.description.identifierThesis : Dopants concentration effect on gallium arsenide and gallium nitride-based homojunction LED epi-layers / by Faris Azim Bin Ahmad Fajrien_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Scienceen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Computational and Theoretical Sciences)en_US
dc.description.abstractarabicيوضح هذا العمل تأثير تعاطي المنشطات على بنية نطاق الطاقة لطبقات الصمام الثنائي الباعث للضوء المتجانسة. ويربط هذا البحث القيم الناتجة عن طاقة فجوة النطاق ومنطقة استنفادها، التي يتم تطبيقها بعد ذلك على طيف التلألؤ للصمام الثنائي الباعث للضوء. وتتم محاكاة بنية نطاق الطاقة من خلال تهيئة خصائص المواد المختلفة لنتريد الغاليوم (GaN)، بما في ذلك زرنيخيد الغاليوم (GaAs)، وحل معادلة بواسون المشتقة من معادلة النقل بولتزمان عن طريق تطبيق طريقة الفروق المحدودة وطريقة نيوتن-رافسون. وتتم مقارنة كلتا المادتين بتركيزات مختلفة من المنشطات في النطاق من 1 × 1018 cm–3 إلى 1 × 1021 cm–3. ويتم التحقق من صحة هيكل الفرقة الطاقة مع النتائج الأدب من خلال اتخاذ خصائص السيليكون كمتغير التي تسيطر عليها. تنتقل طاقة فجوة النطاق المقاسة لـ-GaAs من 1.4273 eV إلى 1.4640 eV ، ومن 3.3970 eV إلى 3.4148 eV بالنسبة لـ-GaN. وتزداد طاقة فجوة النطاق مع نسبة زيادات تركيز المنشطات. ومع ذلك، إنه ينخفض من (1.5700 × 10–1 ميكرومتر – 7.5000 × 10–3 ميكرومتر) ومن (1.8450 × 10–1 ميكرومتر – 8.5000 × 10–3 ميكرومتر) × 1 ميكرومتر على التوالي عند الحصول على المناطق المكانية 1-D النشطة للطبقة فوق المحورية لـ-GaAs و GaN. وتظهر النتائج أن تركيز المنشطات مشبع عند عتبة معينة، مما يوفر تأثيرًا أقل أهمية على بنية نطاق الطاقة لأشباه الموصلات. وبالتالي، يحدد النظام العددي طيف خرج LED والقيم الحدية لطاقة فجوة النطاق. وتم الحصول على عتبات فجوة النطاق التي تم تحليلها في 1.440 eV لـ-GaAs و 3.403 eV لـ-GaN بتركيزات المواد من 2.951 × 1019 cm–3 و 4.467 × 1019 cm–3 على التوالي. وتم الحصول على أطوال موجات شدة الذروة على أنها 363.17 نانومتر لـ-GaN و 845.7 نانومتر لـ-GaAs.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.callnumbert QC 611.8 D66 F228D 2021en_US
dc.description.notesThesis (MSCTS)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxvii, 83 leaves : color illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOS Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100484502FarisAzimBinAhmadFajri_24.pdf24 pages file750.76 kBAdobe PDFView/Open
t11100484502FarisAzimBinAhmadFajri_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file2.61 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.