Krzem nie emituje światła jak inne diody LED, głównie dlatego, że jest półprzewodnikiem pośrednim o pasmie wzbronionym. W materiale z pośrednim pasmem wzbronionym, takim jak krzem, różnica energii (przerwa wzbroniona) pomiędzy pasmem walencyjnym (w którym normalnie przebywają elektrony) a pasmem przewodnictwa (w którym elektrony mogą się swobodnie poruszać) jest taka, że gdy elektrony przechodzą z pasma przewodnictwa do pasma walencyjnego , nie emitują bezpośrednio fotonów. Zamiast tego energia jest zwykle uwalniana w postaci fononów (kwantowanych drgań sieci krystalicznej), co powoduje emisję ciepła, a nie światła. Ta właściwość sprawia, że krzem jest nieefektywny w wytwarzaniu emisji światła bezpośrednio z przejść elektronowych, co jest niezbędne do działania diod LED (Light Emitting Diode).
Krzem nie emituje światła ze względu na swoją pasmową strukturę. W półprzewodniku z pasmem wzbronionym, takim jak arsenek galu (GaAs) lub azotek galu (GaN), różnica energii między pasmem przewodnictwa a pasmem walencyjnym jest taka, że gdy elektron rekombinuje z dziurą (wolnym miejscem w paśmie walencyjnym), energia jest emitowany w postaci fotonów. Ten proces bezpośredniej rekombinacji pozwala materiałom z pasmem wzbronionym wydajnie emitować światło po stymulacji elektrycznej, co ma kluczowe znaczenie dla działania diod LED. Natomiast pośrednie pasmo wzbronione krzemu nie ułatwia wydajnej emisji światła w wyniku rekombinacji elektron-dziura.
Sam krzem nie wytwarza światła w normalnych warunkach pracy ze względu na jego pośredni charakter pasma wzbronionego. Chociaż krzem może emitować słabe emisje światła w pewnych warunkach, np. w konstrukcjach o dużym naprężeniu lub w niskich temperaturach, emisje te są zazwyczaj bardzo słabe i nieefektywne w porównaniu z materiałami o bezpośrednim pasmie wzbronionym, takimi jak GaAs lub GaN. Dlatego krzem nie nadaje się do stosowania w diodach LED lub innych zastosowaniach wymagających wydajnej emisji światła.
Krzem i german nie są powszechnie stosowane w diodach LED, głównie ze względu na ich pośrednie właściwości pasma wzbronionego. Diody LED wymagają materiałów o bezpośrednim pasmie wzbronionym, aby skutecznie emitować światło, gdy elektrony łączą się z dziurami. W przypadku diod LED preferowane są materiały z pasmem wzbronionym, takie jak GaAs, GaN i pokrewne związki, ponieważ mogą one z dużą wydajnością przekształcać energię elektryczną bezpośrednio w fotony. Krzem i german, będące materiałami pośrednimi w zakresie pasma wzbronionego, nie wykazują wydajnej emisji światła i dlatego nie nadają się do zastosowań LED, gdzie krytyczna jest wysoka jasność i wydajność.
Krzem nie jest zwykle używany do wytwarzania źródeł optycznych, takich jak diody LED lub diody laserowe, ze względu na jego pośredni charakter pasma wzbronionego. Jak wspomniano wcześniej, krzem nie emituje efektywnie światła, gdy elektrony łączą się z dziurami w jego strukturze krystalicznej. Ta nieefektywność sprawia, że krzem jest mniej odpowiedni do zastosowań wymagających wytwarzania światła, takich jak diody LED i lasery. Zamiast tego na źródła optyczne preferowane są materiały z bezpośrednimi przerwami wzbronionymi, takie jak GaAs, GaN i ich stopy, ponieważ mogą wydajnie emitować światło i są w stanie osiągnąć wysoką jasność i niezawodność niezbędną do praktycznych zastosowań w oświetleniu, wyświetlaczach, komunikacji i wykrywaniu .