LED neden silikon veya germanyumdan yapılmıyor?

LED’ler (Işık Yayan Diyotlar), doğal malzeme özellikleri ve bant aralığı enerjileri nedeniyle genellikle silikon veya germanyumdan yapılmaz. Silikon ve germanyum elektronikte yaygın olarak kullanılan yarı iletken malzemelerdir, ancak nispeten küçük bant aralıklarına sahiptirler (silikon için 1,1 eV ve germanyum için 0,66 eV), bu da elektronlar kristal kafeslerindeki deliklerle yeniden birleştiğinde görünür ışık yerine kızılötesi ışık yaydıkları anlamına gelir. Öte yandan LED’ler, görünür ışığı verimli bir şekilde yaymak için daha büyük bant aralıklarına (tipik olarak 1,8 eV’den büyük) sahip malzemeler gerektirir.

LED’ler tipik olarak silikondan yapılmaz çünkü silikonun bant aralığı enerjisi (1,1 eV), elektronlar deliklerle yeniden birleştiğinde görünür ışık yerine kızılötesi emisyona neden olur. LED’ler, daha büyük bant aralıklarına (tipik olarak 1,8 eV’den büyük) sahip malzemeler gerektiren görünür spektrum boyunca ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır. Yaklaşık 3,4 eV bant aralığına sahip galyum nitrür (GaN) gibi malzemeler, görünür aralıkta ışığı verimli bir şekilde yaydıkları için mavi ve beyaz LED’ler için yaygın olarak kullanılır.

LED’ler silikon veya germanyumdan yapılmaz çünkü bu malzemeler görünür ışığı verimli bir şekilde yaymaz. Silikon ve germanyum, elektronlar kristal kafeslerindeki deliklerle yeniden birleştiğinde kızılötesi emisyonla sonuçlanan bant aralıklarına sahiptir. LED’lerin görünür spektrum boyunca ışık yayabilmesi için daha büyük bant aralıklarına (tipik olarak 1,8 eV’den büyük) sahip malzemeler gerekir. Galyum nitrür (GaN) ve indiyum galyum nitrür (InGaN) gibi malzemeler LED’ler için yaygın olarak kullanılır çünkü maviden kırmızıya kadar dalga boylarında görünür ışığı verimli bir şekilde yaymaya uygun bant aralıklarına sahiptirler.

Silikonun kendisi LED’ler için doğası gereği “kötü” değildir, ancak görünür ışık yerine kızılötesi emisyona neden olan bant aralığı enerjisinden dolayı görünür ışığı verimli bir şekilde üretmek için uygun değildir. LED’ler, görünür spektrumda ışığı etkili bir şekilde yaymak için daha büyük bant aralıklarına (tipik olarak 1,8 eV’den büyük) sahip malzemeler gerektirir. Bununla birlikte silikon, bant aralığının bu amaçlar için avantajlı olduğu entegre devreler (IC’ler) ve güneş pilleri gibi mükemmel yarı iletken özelliklerinden dolayı elektronikte diğer uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Silikon ve germanyum lazer tasarımında yaygın olarak kullanılmaz çünkü doğrudan bant aralıkları küçüktür (silikon için 1,1 eV ve germanyum için 0,66 eV), bu da elektronlar deliklerle yeniden birleştiğinde ışık yaymada yetersiz oldukları anlamına gelir. Lazerler, popülasyonun tersine çevrilmesi ve verimli ışık emisyonu elde etmek için daha büyük bant aralıklarına sahip malzemelere ihtiyaç duyar. Galyum arsenit (GaAs), galyum nitrür (GaN) ve indiyum fosfit (InP) gibi yarı iletken malzemeler, uygun bant aralıklarına sahip olmaları ve belirli dalga boylarında ışığı verimli bir şekilde yaymak üzere tasarlanabilmeleri nedeniyle lazer uygulamaları için tercih edilir.

Recent Updates

Related Posts