Hallo,

Ich muss morgen in meinem Gymnasium ein wenig über die Leuchtdiode sprechen. Vorweg, Diode hatten wir schon, deswegen muss ich nicht be 0 anfangen.

Ich möchte nur kurz niederschreiben wie ich das bewerkstelligen möchte, ihr sollt darüber urteilen ob es verständlich und vorallem richtig ist. Also:

Eine Leuchtdiode ist grundsätzlich eine einfache Diode. Der Unterschied liegt allerdings darin, dass die Leuchtdiode aus anderen Atomen besteht.

Wie der Name schon sagt, ist eine Leuchtdiode eine Licht emitierende Diode, daher auch die Abkürzung LED.
Damit das Licht, welches emittiert wird, auch sichtbar ist, muss die LED das in einem Bereich von 400-700nm absondern.

Bei jeder Rekombination, die bei einer LED genauso abläuft wie bei einer Diode, wird Energieabgegeben, unswar in Form von Photonen. Dabei ist die größe des sog. Bandabstandes wichtig, denn dieser Abstand bestimmt die Wellenlänge des Lichtes.
Der Bandabstand ist die Differenz der Bindungsenergien der Atome. Diesen Bandabstand muss ein Elektron überwinden. Die Energie, die dazu benötigt wird, wird in eV angegeben.

Ein Beispiel soll dies Verdeutlichen:
Wir wollen eine LED dazu bringen grün zu leuchten. Grün bewegt sich um eine Wellenlänge von ca 550nm.

Die Energie, die, benötigt wird, wird mittels der Formel:
E=h*v
berechnet.

Wobei:
E gleich die Energie ist die benötigt wird
h die Plank'sche Konstante ist
v die Frequenz des Lichtes ist.

Die Frequenz von grünem Licht lässt sich mit der bekannten Formel,
f=c/lambda
ausrechnen.

Wir setzen nun die erste Formel in die zweite ein:
E=(h*c)/lambda

Nochmal:
E ist die Energie in eV
h die Plank'sche Konstante in eVs
c ist die Lichtgewschwindigkeit in m/s
lambda ist die Wellenlänge in m

Da man im Zähler ausschließlich Konstanten enthalten kommt man zur Zahlenwertgleichung

E=1,240*10^-6/lambda

Da die Wellenlänge in Nanometern angegeben ist, also 1*10^-6 lässt sich die Gleichung noch einmal vereinfachen:

E=1240/lambda

Wenn wir jetzt nun in diese Formel das grüne Licht einsetzten, genauer gesagt ihre Wellenlänge bekommen wir:

1240/550 = 2,25eV

Galliumphosphid besitzt 2,26eV als Bandabstand, daher wäre GaP, ist es auch, eine LED die grünes Licht emittiert.

Die uns bekannte Silizium/Germanium Diode besitzt einen Bandabstand von 0,4eV.

Nach einer Umforung der Formel von
E=1240/lambda
zu
lambda=1240/E

erhalten wir eine Wellenlänge von 3100nm, was Infrarot entspricht. Daher entsteht nur Wärme.

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Was sagt ihr? Stimmt das so? Ist es mehr oder weniger verständlich?
Ich weiss, dass auch die indirekten/direkten Bandabstände zählen, aber das macht alles nur unnötig kompliziert.

Wo ich mir nicht ganz sicher sind, ist der Zusammenhang zwischen Bandabstand und Bindungsenergie - stimmt das so?

Lg