当前课程知识点：创新材料学 > 半导体固体照明及相关材料 > 发光二极管及其结构 > 发光二极管的特征
那发光二极管
注意 发光二极管
它是利用PN结
注意我们看为什么发光二极管
大部分都是化合物半导体
而不是元素半导体
我们说目前的半导体材料
我前面也讲过
四族的 四四族的
三五族的 二六族的
一二四六族的等等
它们的共同特点
都是把外层八电子
排成八电子
那么为什么不是用的元素半导体
比方说硅 锗
做发光二极管
为什么不行
为什么非要用化合物半导体
道理有这么几个道理
第一个道理
看它是直接跃迁还是间接跃迁
直接跃迁是
间接跃迁是个什么意思
我们看图
纵坐标是能量
横坐标是动量
那么直接跃迁
就是在动量能量图上
直上直下
就是在跃迁的过程当中
激发或者是返回的时候
它并不放出其它的能量
它只以光的形式放出来
如果是间接跃迁
注意它动量发生了变化
它发光发的发的少了
其它的能量变得什么
变到声子振荡跑了
因此我们发光二极管
所用的半导体材料
必须是直接跃迁的
而不是间接跃迁的
间接跃迁发光很低
这是第一条
第二条
它发出的光
最好是可以调整波长的
也就是说它的禁带宽度
禁带宽度是可以调的
可调宽可调窄
元素半导体
半导体材料定下来
它的禁带宽度就定死了
根本就不能调
拿硅来讲
硅本身它是个间接跃迁的
它发光效率非常低
另外
它的波长也不能调
它的禁带宽度也不能调
发出来的光线不能调 波长
只发生一些非常微弱的
浅蓝色的光线
光线只有在黑暗的时候
才能看到
这有什么用
所以没有用
用什么办法
搞这种发光二极管的
半导体材料
必须用化合物半导体
你们看看现在的
发光二极管所用的材料
全部没有例外的
都是化合物半导体
一般都是三五族的
当然二六族的也有
三五族的也有
为什么用的大部分
都是三五族的
而不是二六族
主要是三五族化合物半导体
它的化学性能更稳定
因为发光二极管的
工作条件比较恶劣
三五族的是更稳定
二六族的不太稳定
因此
大部分用的都是
三五族的
铟镓砷磷
这是砷化镓
硫化锌镉
这是氮化镓铟
但是硫化锌镉本身
这就是二六族的了
我说的大部分用的
都是什么
都是这种三五族化合物半导体
因为早期它用在什么地方
光通信
什么什么遥感器
什么光电耦合 传感器
还有指示灯等等
指示灯 显示器及照明
或者这些东西
开始它用途不是很大
发光二极管有很多特征
这里边我也列出来一些
我也不要详细的讲这些
因为同学们看书
这些都能看得很清楚
小型轻量 低工作电压
高灰度 发光强度大
可见光变化效率高
响应速度快
可以彩色发光 长寿命
耐振动 抗冲击
色温度高
当然它的缺点
显色性有待提高
具有指向性
与温度的相关性小
可以选择发光光谱
LED作为电子元气件
用途广泛
这些都是它的特点
你们看在这些特点当中
我们要找出最主要的特点
最主要的特点发光二极管
它是个全固态的
CRT不是
液晶不是
PDP不是
发光二极管就是全固态的
从里到外都是固态的
CRT它里边有气体
真空
PDP里边也有放电真空
液晶里边有液晶材料
它是液态的
液晶
它是个什么
它是个全固态的
那么全固态
它就有好多优点了
寿命长 耐振动
第二条
它工作电压非常低
几伏 它几伏
又是全固态的
因此
这是它非常突出的优点
另外它发光强度非常高
光效非常高
它的寿命很长
因此 它有
有很多潜在的用途
比方说我这个例子来讲
那么最早发明的电灯泡
那么电灯泡现在
我为什么指出电灯泡这个意思
电灯泡就是钨丝白炽灯的灯泡
现在在全世界要退出历史舞台
在欧盟 在日本 在美国
白炽灯泡
一概就退出历史舞台了
我们前两年
我们国内是一百瓦以上的
二百瓦以上的
五十瓦以上的退出来了
个别的地方像
像什么洗手间 像什么
像什么洗漱
那个镜子旁边
那个小灯泡现在还有一个
25瓦的 十几瓦的一个钨丝灯泡
早晚都会退出历史舞台
它为什么要退出历史舞台
因为它的光效非常低
它发光效率百分之几
荧光灯30%
LED
比荧光灯还要高
那为什么放着节电的
方式不走
非要走这种过去的这种
所以白炽灯炮
逐渐的退出历史舞台
代之以取的
就是发光二极管
卤族灯
现在卤族灯
高压钠灯也逐渐的
被发光二极管所替代
据说连云港东海县
原来它的生产石英的
生产管子的
汽车灯什么这些东西
效益非常好
全世界在他们那儿订货
这两年不行了
为什么不行了
生产石英管的
因为汽车头灯
其它的
包括代替都被二极管
发光二极管所替代了
所以发光二极管
作为固体照明
这种新的器件
受到越来越多人的重视
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