Is dé-óid ar leith é dé-óid astaithe solais. Cosúil le gnáth-óid, tá dé-óid astaithe solais comhdhéanta de sceallóga leathsheoltóra. Déantar na hábhair leathsheoltóra seo a réamh-ionchlannú nó a dhópáil chun struchtúir p agus n a tháirgeadh.
Cosúil le dé-óid eile, is féidir leis an sruth sa dé-óid astaithe solais sreabhadh go héasca ón bpóil (anóid) go dtí an n cuaille (catóide), ach ní sa treo eile. Dhá iompróir éagsúla: sreabhann poill agus leictreoin ó na leictreoidí go dtí na struchtúir p agus n faoi voltais leictreoid éagsúla. Nuair a bhuaileann agus nuair a athcheanglaíonn poill agus leictreoin, titeann na leictreoin go leibhéal fuinnimh níos ísle agus scaoileann siad fuinneamh i bhfoirm fótóin (is minic a dtugaimid solas ar fhótóin).
Socraítear tonnfhad (dath) an tsolais a astaíonn sé ag fuinneamh bhanbhála na n-ábhar leathsheoltóra a chomhdhéanann struchtúir p agus n.
Ós rud é gur ábhair bhanna-bhanna indíreacha iad sileacain agus gearmáiniam, ag teocht an tseomra, is trasdul neamh-radaíoch é athchumadh leictreoin agus poill sna hábhair seo. Ní scaoileann aistrithe den sórt sin fótóin, ach déanann siad fuinneamh teasa a thiontú. Mar sin, ní féidir le dé-óid sileacain agus gearmáiniam solas a astú (astúfaidh siad solas ag teochtaí sonracha an-íseal, a chaithfear a bhrath ag uillinn speisialta, agus níl gile an tsolais soiléir).
Is ábhair dhíreacha bandaga iad na hábhair a úsáidtear i dé-óid astaithe solais, agus mar sin scaoiltear an fuinneamh i bhfoirm fótón. Freagraíonn na fuinneamh bannaí toirmiscthe seo don fhuinneamh solais sna bannaí gar-infridhearg, infheicthe nó gar-ultraivialait.
Samhlaíonn an tsamhail seo LED a astaíonn solas sa chuid infridhearg den speictream leictreamaighnéadach.
Sna céimeanna tosaigh forbartha, ní fhéadfadh dé-óid astaithe solais a úsáideann arsenide Gailliam (GaAs) ach solas infridhearg nó dearg a astú. Le dul chun cinn na heolaíochta ábhar, is féidir le dé-óid astaithe solais nuafhorbartha tonnta solais a astú le minicíochtaí níos airde agus níos airde. Sa lá atá inniu ann, is féidir dé-óid astaithe solais de dathanna éagsúla a dhéanamh.
De ghnáth tógtar dé-óid ar fhoshraith N-chineál, le sraith de leathsheoltóir P-cineál a thaisceadh ar a dhromchla agus ceangailte le chéile le leictreoidí. Níl foshraitheanna de chineál P chomh coitianta, ach úsáidtear iad freisin. Úsáideann go leor dé-óid astaithe solais tráchtála, go háirithe GaN/InGaN, foshraitheanna sapphire freisin.
Tá innéacsanna athraonta an-ard ag formhór na n-ábhar a úsáidtear chun soilse a dhéanamh. Ciallaíonn sé seo go léirítear an chuid is mó de na tonnta solais ar ais isteach san ábhar ag an gcomhéadan leis an aer. Dá bhrí sin, tá eastóscadh tonnta solais ina ábhar tábhachtach do stiúir, agus tá go leor taighde agus forbartha dírithe ar an ábhar seo.
Is é an príomhdhifríocht idir soilse stiúir (dé-óidí astaithe solais) agus gnáth-dhé-óidí ná a n-ábhar agus a struchtúr, rud a fhágann go bhfuil difríochtaí suntasacha ann ina n-éifeachtúlacht maidir le fuinneamh leictreach a thiontú go fuinneamh solais. Seo roinnt príomhphointí lena mhíniú cén fáth ar féidir le LEDs solas a astú agus nach féidir le dé-óideanna gnáth:
Ábhair éagsúla:Úsáideann LEDs ábhair leathsheoltóra III-V mar arsenide Gailliam (GaAs), fosfíd Gailliam (GaP), nítríde Gailliam (GaN), etc. Tá bandgap díreach ag na hábhair seo, rud a ligeann do leictreoin léim díreach agus fótóin (solas) a scaoileadh. Is gnách go n-úsáideann dé-óidí gnáth-sileacain nó gearmáiniam, a bhfuil bandgap indíreach acu, agus tarlaíonn an léim leictreon go príomha i bhfoirm scaoileadh fuinnimh teasa, seachas solas.
Struchtúr difriúil:Tá struchtúr na stiúir deartha chun giniúint solais agus astú solais a bharrfheabhsú. De ghnáth cuireann soilse stiúir dopants sonracha agus struchtúir ciseal ag an acomhal pn chun giniúint agus scaoileadh fótón a chur chun cinn. Tá gnáthdhé-óid deartha chun feidhm cheartúcháin an tsrutha a bharrfheabhsú agus ní dhíríonn siad ar ghiniúint solais.
Bandgap fuinnimh:Tá fuinneamh bandgap mór ag ábhar an stiúir, rud a chiallaíonn go bhfuil an fuinneamh a scaoileann na leictreoin le linn an aistrithe ard go leor le feiceáil i bhfoirm solais. Tá fuinneamh bandgap ábhar na ngnáth-dhé-óid beag, agus scaoiltear na leictreoin go príomha i bhfoirm teasa nuair a bhíonn siad ag aistriú.
Meicníocht luminescence:Nuair a bhíonn acomhal pn an LED faoi chlaonadh chun tosaigh, bogann leictreoin ón réigiún n go dtí an réigiún p, athchuireann siad le poill, agus scaoileann siad fuinneamh i bhfoirm fótón chun solas a ghiniúint. I ngnáth-dhé-óid, is é athcheangal leictreoin agus poill den chuid is mó i bhfoirm athcheangail neamh-radiative, is é sin, scaoiltear an fuinneamh i bhfoirm teasa.
Ligeann na héagsúlachtaí seo do LEDs solas a astú agus iad ag obair, ach ní féidir le dé-óidí gnáth.
Tagann an t-alt seo ón Idirlíon agus is leis an údar bunaidh an cóipcheart
Am poist: Lúnasa-01-2024