发光二极管简介

发光二极管（LED）简要介绍报告人：邱伟学号：2014223070078专业：化学工艺2014年度诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的赤崎勇，天野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献，即蓝色发光二极管(LED)1、什么是发光二极管？2、发光二极管发光的原理3、中村修二等人为什么能够获奖？显示屏霓虹灯什么是发光二极管？发光二极管,通常称为LED,是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。目前发光二极管主要用于显示屏、交通、汽车、生活及装饰用灯。红绿灯刹车灯生活用灯灯的发展历史1879年爱迪生发明了电灯（白炽灯）1938年，美国通用电气公司的伊曼发明了节电的荧光灯（日光灯）1962年美国通用电气公司工作Holonyak博士发明了第一个红色发光二极管1853年波兰发明家IgnacyLukasiewicz发明了煤油灯原始社会：火把三千多年前古埃及和古希腊人：蜡烛发光原理的区别阴极灯丝发射电子—与灯管内部汞原子发生碰撞产生紫外光—紫外光通过涂在灯管管壁得荧光粉折射出可见光电加热钨丝—核外电子激发—向高能级跃迁—向低能级层跃迁—光白炽灯：日光灯：Si共价键结构平面示意图SiSiSiSiSiSiSiSiSi在硅晶体中，所有外层电子都形成了完美的共价键，电子不能到处运动，没有用于传导电流的自由电子，故纯净的硅晶体几乎是一种绝缘体发光二极管的发光原理硅二极管硅原子结构硅立体结构示意图掺杂VA元素的N型Si增加e-或减少e-要使硅导电——即需要存在自由移动的电子SiSiSiSiSiSiSiSiSi掺杂VA元素，如P、AsSiPSiSiSiSiSiSiSie-N型掺杂SiSiSiSiSiSiSiSiSi掺杂IIIA元素，如B、GaSiBSiSiSiSiSiSiSi掺杂IIIA元素的P型SiP型掺杂多了1个e-出现1个空穴P型硅和N型硅除了使硅晶体导电性增强外，还存在着某些有趣的现象。+++++++++++++++++P-Type------------------N-Type--------------+++++++++++++++-P-TypeN-Type损耗区损耗区的形成，使电流无法流通-----------------+++++++++++++++-P-TypeN-Type+-电池正接损耗区减小导通负极电子排斥-------------+++++++++++++-P-TypeN-Type+-电池反接损耗区扩大不导通正极电子的吸引为什么二极管会发光?能带理论Si满带价带导带Eg禁带宽度热能/光电14e-10e-光子禁带宽度越宽，释放的能量越大，光的波长越短。N区P区结区导带Eg光子价带--------------+++++++++++++++-P-区N-区+-导带价带故氮化物GaN、InN、AlN以及它们的混合晶体是很重要的发光材料。尤其是混合晶体InGaN可以覆盖整个可见光光谱。发光二极管的材料发光二极管的发光材料不用硅，而使用磷化镓（GaP）、磷砷化镓（GaAsP）、砷铝镓（GaAIAs）、GaN、InN、AlN及其混合晶体材料。可见光区铝砷化镓(AlGaAs)磷砷化镓(GaAsP)磷化铝铟镓(AlGaInP)磷化镓(GaP)铝磷化镓(AlGaP)氮化镓(GaN)铟氮化镓(InGaN)红色及红外线红色，橘红色橘红色，橙色红色，黄色，绿色绿色绿色，翠绿色，蓝色近紫外线，蓝绿色，蓝色不同发光材料所发出的光的颜色禁带宽度逐渐增大，光波长逐渐减小1、发明基于了InGaN的蓝光发光二极管。使制备白光LED成为可能。诺贝尔奖获得者中村修二等人的贡献3、成功制备出了P型GaN。从一开始，n型的GaN很容易制备出来。但是，多年来，就是几乎得不到p型的GaN。Amano等人利用有机化学气相外延获得了p型GaN薄膜，他们采用了掺杂了Mg作为受主杂质，并利用低能电子束辐射处理，获得了质量很好的p型GaN薄膜。2、解决了界面晶格失配的问题。宽禁带的晶体长晶不容易，GaN不能像GaAs或Si一样长成大片，柱形的单晶体。考虑到晶格的匹配，中村等人选择通过加入缓冲层在蓝宝石上生长GaN晶体。Thankyou!演示完毕！