Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » طاقة فجوة النطاق والطول الموجي المنبعث

طاقة فجوة النطاق والطول الموجي المنبعث

1960
Semiconductor analysis in solid state physics with LED light emission.

(صورة توضيحية فقط)

لون الضوء المنبعث من قاد is determined by the semiconductor’s band gap energy ([latex]E_g[/latex]). The energy of the emitted photon is approximately equal to [latex]E_g[/latex]. This energy is inversely proportional to the wavelength ([latex]\lambda[/latex]) of the light, according to the Planck-Einstein relation [latex]E_g \approx hf = \frac{hc}{\lambda}[/latex]. By engineering alloys, the band gap can be precisely tuned to produce different colors.

تُعدّ القدرة على التحكم بلون الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) تطبيقًا مباشرًا لميكانيكا الكم وفيزياء المواد الصلبة. تُعرف "فجوة النطاق" بأنها فرق الطاقة بين نطاق التكافؤ ونطاق التوصيل في أشباه الموصلات. ولكي يتحد الإلكترون مع فجوة ويُصدر فوتونًا، يجب أن ينتقل عبر هذه الفجوة. ولذلك، ترتبط طاقة الفوتون المنبعث ارتباطًا وثيقًا بحجم هذه الفجوة.

Scientists can ‘engineer’ the band gap by creating compound semiconductor alloys. For example, in Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP), the ratio of arsenic to phosphorus can be varied to change the band gap and thus tune the emitted color from infrared (pure GaAs) to red. Similarly, Indium Gallium Nitride (InGaN) alloys are used for blue, green, and cyan LEDs, where the indium-to-gallium ratio determines the exact color. This precise control over material composition allows for the creation of LEDs across the entire visible spectrum, as well as in the infrared and الأشعة فوق البنفسجية ranges, which was impossible with previous lighting التقنيات.

UNESCO Nomenclature: 2211
– Solid state physics

يكتب

Physical Property

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • علاقة بلانك (e=hf)
  • عمل أينشتاين على التأثير الكهروضوئي
  • تطوير تقنيات نمو بلورات أشباه الموصلات مثل الترسيب الطبقي
  • نظرية نطاقات المواد الصلبة التي طورها فيليكس بلوخ وآخرون

التطبيقات

  • شاشات RGB لأجهزة التلفزيون والشاشات
  • مصابيح نمو نباتية ذات أطياف محددة
  • أضواء مؤشرة متعددة الألوان
  • إضاءة داخلية وخارجية للسيارات
  • أجهزة العلاج الضوئي الطبية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • tunable leds that can change color on demand for mood lighting
  • led-based chemical sensors where material interaction alters the band gap and color
  • ultra-wide bandgap leds for deep uv sterilization
  • narrow-bandgap leds for efficient infrared thermal imaging
  • leds made from novel 2d materials with electrically tunable band gaps
  • perovskite-based leds offering high efficiency and color purity
  • leds designed to emit specific wavelengths for activating photo-catalysts
  • multi-junction leds with several band gaps in one device for broad-spectrum emission
  • pressure-sensitive leds whose emission color changes with applied mechanical stress
  • leds using quantum confinement effects in nanocrystals to tune color
Related to: band gap, wavelength, photon energy, semiconductor alloy, Planck-Einstein relation, color tuning, quantum mechanics, gallium nitride, gallium arsenide, optoelectronics.

السياق التاريخي

طاقة فجوة النطاق والطول الموجي المنبعث

1960
1960
1960
1960
1960
1961
1962
1960
1960
1960
1960
1960
1960-05-16
1962
1963

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.