Почему кремний не используется при производстве светодиодов?
Почему кремний не является основным материалом для светодиодов:
* Зона запрещенной зоны: Кремний имеет относительно небольшую запрещенную зону, что означает, что он легко позволяет электронам переходить на более высокий энергетический уровень, а затем падать обратно вниз, выделяя тепло вместо света. Это делает кремний неэффективным для излучения видимого света.
* Непрямая запрещенная зона: Кремний имеет непрямую запрещенную зону, а это означает, что переход электронов из зоны проводимости в валентную зону не приводит напрямую к излучению света. Вместо этого он требует дополнительной энергии и обычно включает в себя фононы (колебания решетки), что приводит к снижению эффективности.
* Сложный допинг: Достичь нужного уровня легирования кремния для излучения видимого света сложно и менее надежно по сравнению с такими материалами, как нитрид галлия (GaN).
Как кремний используется в производстве светодиодов:
* Вафли: Кремниевые пластины используются в качестве подложек для выращивания светоизлучающих материалов, таких как GaN. Это обеспечивает стабильную платформу для светодиодной структуры.
* Упаковка и подложки: Кремний используется в упаковке светодиодов, обеспечивая электрические контакты, терморегулирование и структурную поддержку.
* Схемы драйвера: Интегральные схемы (ИС) на основе кремния обычно используются в драйверах светодиодов, контролируя ток и напряжение, подаваемые на светодиоды.
Вкратце:
Кремний является ценным материалом для различных частей изготовления светодиодов, но присущие ему свойства делают его непригодным для изготовления светоизлучающей части самого светодиода. Для этой цели предпочтительны другие материалы с более широкой запрещенной зоной и прямой запрещенной зоной, такие как GaN и арсенид галлия (GaAs).