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पीएन जंक्शन इलेक्ट्रोफ्लोरेसेंस

1927
  • Oleg Losev
Light-emitting diode testing in solid state physics laboratory.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

A light-emitting diode is a अर्धचालक p-n junction. When a suitable forward voltage is applied, electrons from the n-side and holes from the p-side are injected into the depletion region. As they recombine, energy is released. In direct band gap semiconductors, this energy is efficiently emitted as photons of light, a process known as electroluminescence.

एलईडी का मूल सिद्धांत अर्धचालक पीएन जंक्शन के क्वांटम यांत्रिकी पर आधारित है। एक अर्धचालक को अशुद्धियों से "डोप्ड" किया जाता है ताकि दो प्रकार के क्षेत्र बन सकें: एन-टाइप, जिसमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों की अधिकता होती है, और पी-टाइप, जिसमें इलेक्ट्रॉन "होल्स" की अधिकता होती है। जहां ये दोनों क्षेत्र मिलते हैं, वहां एक रिक्तीकरण क्षेत्र बनता है, जो एक संभावित ऊर्जा अवरोध उत्पन्न करता है जो शून्य बायस के तहत धारा प्रवाह को रोकता है।

जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह विभव अवरोध को कम कर देता है, जिससे n-साइड से इलेक्ट्रॉन और p-साइड से होल जंक्शन के पार प्रवेश कर पाते हैं। सक्रिय क्षेत्र में, ये इलेक्ट्रॉन और होल मिलते हैं और पुनर्संयोजन करते हैं। प्रत्येक पुनर्संयोजन घटना के कारण एक इलेक्ट्रॉन निचले ऊर्जा स्तर पर गिर जाता है, जिससे ऊर्जा मुक्त होती है। यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो सकती है (गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन) या प्रकाश के फोटॉन के रूप में उत्सर्जित हो सकती है (विकिरणकारी पुनर्संयोजन)। एक कुशल एलईडी की कुंजी विकिरणकारी पुनर्संयोजन को अधिकतम करना है। यह आमतौर पर प्रत्यक्ष बैंड गैप अर्धचालकों का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जहां पुनर्संयोजन के दौरान इलेक्ट्रॉन और होल का संवेग संरक्षित रहता है, जिससे फोटॉन सीधे उत्सर्जित हो पाता है।

UNESCO Nomenclature: 2211
ठोस अवस्था भौतिकी

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • अर्धचालकों की खोज
  • विलियम शॉकली द्वारा पीएन जंक्शन सिद्धांत का विकास
  • ठोस पदार्थों का क्वांटम सिद्धांत और ऊर्जा बैंड
  • invention of the point-contact ट्रांजिस्टर
  • 1907 में एच.जे. राउंड द्वारा सिलिकॉन कार्बाइड से प्रकाश उत्सर्जन के प्रारंभिक अवलोकन।

आवेदन

  • संकेतक बत्तियाँ
  • सॉलिड-स्टेट लाइटिंग
  • ऑप्टिकल फाइबर संचार
  • रिमोट कंट्रोल
  • सात-खंड डिस्प्ले

पेटेंट:

  • US2569347A

संभावित नवाचार विचार

  • bio-integrated leds for optogenetic stimulation in neural tissue
  • li-fi (light fidelity) systems for high-speed wireless data communication
  • पहनने योग्य sensors that use led spectroscopy to monitor blood glucose non-invasively
  • smart dust with micro-leds for environmental sensing networks
  • plant-specific photosynthetic leds that adapt their spectrum to a plant’s growth stage
  • led-based water purification systems using deep-UV emission
  • quantum dot color-converted micro-leds for hyper-realistic displays
  • flexible, transparent led films for heads-up displays on windows
  • leds integrated into textiles for safety and communication
  • single-photon source leds for quantum cryptography applications
संबंधित विषय: पीएन जंक्शन, इलेक्ट्रोफ्लोरेसेंस, सेमीकंडक्टर, रेडिएटिव रिकॉम्बिनेशन, फॉरवर्ड बायस, डायोड, बैंड गैप, सॉलिड-स्टेट फिजिक्स, इलेक्ट्रॉन-होल पेयर, डोपिंग।

ऐतिहासिक संदर्भ

पीएन जंक्शन इलेक्ट्रोफ्लोरेसेंस

1926
1926
1927
1927
1930
1930
1930
1925
1926
1927
1927
1930
1930
1930
1931

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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