Leuchtdiode - Erklärung

[Besserwessi]

Man könnte sich um die Unterscheidung direkte , indirekte halbleiter drücken, wenn man einfach sagt, dass es vom Halbleiter abhängt, was mit der Energie bei der Rekombination passiert. Bei einigen wird die größtenteils direkt in Wärme umgewandelt (z.B. Silizium) bei anderen zum größeren Teil in Licht (ggf. auch IR).

Die typische Spannung von 0,7 V bei einer Silizium Diode, hat so direkt nichts mit dem Bandabstand zu tun. Weil die Spannung aber deutlich niedrieger ist als der Bandabstand ist, kann die Lichtaussendung auch nur die absolute Ausnahme bei der Rekombination sein. Sonst hätte man ein Problem mit der Energieerhaltung.


Zu den Bändern:
Das Bild mit den Elektronenbahenen, ob jetzt kreis oder Elipse ist für eine einzelens Atom. Da hat man dann die Differenz der Bindungsenergien als die Energie die z.B. als Licht abgegeben wird.

Wenn viel Atome zusammenkommen, stören sich die Bahnen von benachbarten Atomen. Dadurch wird aus den vorher scharfen Energien beim einzelen Atom ein Bereich von erlaubten Energien, den man dann Band nennt. Durch die Störungen der Bahnen sind die Elektronen auch nicht mehr einem festen Atom zugeordnet, sondern können sich überhaupt erst bewegen. Durch das zusammenbringen der Atome hat man also den Übergang von einzelnen lokaliseirten Bahnen hin zu vielen ähnlichen nicht mehr lokalisierten Bewegungen zwischen den Atomen.


Das Valenzband entsteht (etwas vereinfacht) aus dem obersten besetzten Energieniveau des des Atom, das Leitungsband aus dem untersten nicht besetzten. Der Sprung vom Leitungs in Valenzband ist also schon so etwas wie ein Überbleibsel vom Sprung im Atom. Durch die Verbreiterung der Zustände zu Bändern ist die Energie aber kleiner.

Die Valenzelektronen sind schon ähnlich mit dem Valenzband, als äußeren besetzten Zustände.

[oratus sum]

Ja, ich weiss, dass her Bor schon etwas alt dafür ist, allerdings nehmen wir dieses Modell öfter her, weil es sich damit schneller und simpler erklären lässt, dennoch bin ich mir Bewusst, dass es Orbitale sind. Da gibt es ja so interessante 3D Bilder :-D

Jetzt mal so eine Frage nebenseits:
Wenn so ein "Sprung" durchgeführt wird, ist das nicht ein Quantensprung? Oder ist das wieder was ganz anderes? Ist mir nur so gerade eingefallen, ohne irgendwie nachgeforscht zu haben :-D

[Martin.]

Ja du meinst schon das richtige. Inzwischen sprichts du ja auch von Energieebenen.

sagen wirs mal so (zahlen sind fiktiv):

2.1eV bis 1.9 eV Leitungsband

------------------- Unterkante Leitungsband
Verbotene Zone
-------------------Oberkante Valenzband

0.9 eV bis 1.1eV Valenzband

Die Differenz zwischen Unterkante und Oberkante ist etwas kleiner wie die Bindungsenergie. Die Bindungsenergie haste eben nur bei dem einzigen Atom, denn da hat man keine Bänder sondern eine festgelegte Energie. Aber hier mit vielen Atomen ist alles "verschwommen". Die Energieniveaus werden aufgefächert und am SChluss haste eben die beiden Bänder und ne Energiedifferenz zwischen beiden.

[oratus sum]

Danke für die tolle Hilfe, jetzt ist mir einiges klar.

Nochmal vielen Dank an alle!

[oratus sum]

Also...

Der Vortrag war sehr gut und ich glaube ich habe es sehr gut Erklären könnnen. Meine Klassenkameraden fanden es sehr informativ und haben einfrig mitgeschrieben. Auch die Wissendurstigen, die es bisschen genauer haben wollte, konnte ich mit vertiefenden Antworten befriedigen. Außerdem konnten die kritischen, aber natürlich nicht bösartigen, Fragen der Professorin :-D nicht aus der Bahn bewerfen.

Am Ende der Stunde hat sie mir dann mitgeteilt, dass ich das bisschen zu ausführlich erklärt habe und ein bisschen zu hohes Niveau eingeschlagen habe.
Allerdings könnte ich mir keine bessere Kritik vorstellen.

Vielen Dank nochmal an euch!

[PICture]

Gratulation!

Dank dir habe ich mein Wissen etwas erweitern können, obwohl ehrlich gesagt nicht alles, vor allem im Bereich der Physik, kann ich mir heute noch vorstellen.

Für mich, als Praktiker, eine LED erzeugt eine Strahlung im Bereich der angegeben ist und tiefer in die Theorie, als Elektroniker, brauche ich nicht gehen um sie anwenden zu können...

MfG

[oratus sum]

Nunja, das ist dann die Frage ob man Praktisch weitergehen möchte oder eher in Richtung Forschung.

Mich interessiert eher die Forschung, auch wenn die Praxis ihre Reize hat. Das unterscheidet sich aber immer vom Typ des Menschen. Ich könnte mich mit so einer Erklärung niemals zufrieden stellen :-D

Allerdings ist das manchmal echt störend, wenn einem einfach die Grundlagen fehlen und bei 0 anfangen muss... :-D

Wie praktisch wäre es doch, wenn man schon das was die Welt schon weiss einfach auch schon zu 100% perfekt im Gehirn hätte, da würde man schon um einiges weiterentwickelt sein.
Ein Beweis dafür ist ja das Internet, quasi das Gehirn der Welt, obwohl leider noch längst nicht alles drinnen steht... nunja :-D

[PICture]

Ich hatte damit nie Problemme um anzuerkennen, dass mein Hirn in einigen Bereichen begrenzt ist.

Wenn ich mich schon genug kennengelernt habe würde ich nur ein Elektroniker und als solcher sterbe ich auch gerne.

Es ist, meine Meinung nach, nicht möglich alles perfekt zu wissen, weil unseres Gedächtniss von der Natur schon begrenzt ist. Für mich war immer das langweilige, reale aber schöne Leben wichtiger als interresanteste Theorie...

MfG