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LED 發光原理,對于半導體的“直接能隙(direct bandgap)”與“間接能隙(indirect
bandgap)”以及其對 led 發光特性的影響有必要進行瞭解。如前所述,光電半導體元
件是一種換能元件,對發光二極體或激光二極體(laser diode,LD)而言,最重要的是
如何能有效地將電能轉化成光能?若以簡單的碰撞理論說明,即是如何有效地將電子
與電洞在該結合之處結合,于直接能隙材料中,電子與電洞若有機會在空間相遇,通
常就會很自然地轉化成光子。至于間接能隙半導體材料,電子與電洞雖然可在空間中
相遇,然此些載子之運動過程無法滿足動量守恒,必須 借助由聲子之介入與協助才可轉
換化成光子。
因此,以發光效率的觀點視之,除少數材料屬于例外,大部分光電元件,
特別是高度的發光元件,都是以直接能隙材料為主,當然,led 于作用時亦必須遵守
能量守恒定理,即電子和電洞再結合所發射出光子的能量恰等于電子與電洞之能量
差,也就是能隙的大小
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