LED’s (Light Emitting Diodes) zijn doorgaans niet gemaakt van silicium of germanium vanwege hun inherente materiaaleigenschappen en bandgap-energieën. Silicium en germanium zijn halfgeleidermaterialen die veel in de elektronica worden gebruikt, maar ze hebben relatief kleine bandafstanden (1,1 eV voor silicium en 0,66 eV voor germanium), wat betekent dat ze infrarood licht uitstralen in plaats van zichtbaar licht wanneer elektronen recombineren met gaten in hun kristalrooster. LED’s daarentegen vereisen materialen met grotere bandafstanden (doorgaans groter dan 1,8 eV) om zichtbaar licht efficiënt uit te zenden.
LED’s worden doorgaans niet van silicium gemaakt, vooral omdat de bandgap-energie van silicium (1,1 eV) resulteert in infraroodemissie in plaats van zichtbaar licht wanneer elektronen recombineren met gaten. LED’s zijn ontworpen om licht uit te zenden over het zichtbare spectrum, waarvoor materialen met grotere bandafstanden nodig zijn (doorgaans groter dan 1,8 eV). Materialen zoals galliumnitride (GaN), dat een bandafstand van ongeveer 3,4 eV heeft, worden vaak gebruikt voor blauwe en witte LED’s omdat ze efficiënt licht uitstralen in het zichtbare bereik.
LED’s bestaan niet uit silicium of germanium, omdat deze materialen het zichtbare licht niet efficiënt uitstralen. Silicium en germanium hebben bandafstanden die resulteren in infraroodemissie wanneer elektronen recombineren met gaten in hun kristalrooster. LED’s vereisen materialen met grotere bandafstanden (doorgaans groter dan 1,8 eV) om licht over het zichtbare spectrum uit te zenden. Materialen zoals galliumnitride (GaN) en indiumgalliumnitride (InGaN) worden vaak gebruikt voor LED’s omdat ze bandafstanden hebben die geschikt zijn voor het efficiënt uitstralen van zichtbaar licht, variërend van blauwe tot rode golflengten.
Silicium zelf is niet inherent “slecht” voor LED’s, maar het is niet geschikt voor het efficiënt produceren van zichtbaar licht vanwege de bandgap-energie, die resulteert in infraroodstraling in plaats van zichtbaar licht. LED’s vereisen materialen met grotere bandafstanden (doorgaans groter dan 1,8 eV) om effectief licht in het zichtbare spectrum uit te zenden. Silicium wordt echter op grote schaal gebruikt in de elektronica voor andere toepassingen vanwege de uitstekende halfgeleidereigenschappen, zoals in geïntegreerde schakelingen (IC’s) en zonnecellen, waar de bandafstand voor die doeleinden voordelig is.
Silicium en germanium worden niet vaak gebruikt om lasers te ontwerpen, voornamelijk omdat hun directe bandafstand klein is (1,1 eV voor silicium en 0,66 eV voor germanium), wat betekent dat ze inefficiënt zijn in het uitzenden van licht wanneer elektronen recombineren met gaten. Lasers hebben materialen met grotere bandafstanden nodig om populatie-inversie en efficiënte lichtemissie te bereiken. Halfgeleidermaterialen zoals galliumarsenide (GaAs), galliumnitride (GaN) en indiumfosfide (InP) hebben de voorkeur voor lasertoepassingen omdat ze geschikte bandafstanden hebben en kunnen worden ontworpen om efficiënt licht uit te zenden bij specifieke golflengten.