Moderator: suntri
Ich probiere einmal, 'das Pferd vom Schwanz her aufzuzäumen'!
Ein Halbleiter-Material kann entweder elektrisch neutral oder mit sogenannten Fremdatomen 'dotiert' sein. Dabei sind entweder p- oder n-Dotierung möglich. Bei einer LED muss man nun n-dotiertes und p-dotiertes Material ganz dicht aufeinander bringen. Man nennt den entsprechenden Vorgang 'Epitaxie'. Mögliche Techniken sind MOVPE (metal-organic vapour phase epitaxy) oder MBE (molecular beam epitaxy). Wenn nun eine elektrische Spannung an eine 'Diode' aus vielen solchen p-n-Uebergängen angelegt wird, entstehen auf der n-dotierten Seite des Kristalls überschüssige Elektronen, auf der p-dotierten Seite hingegen Mangel- oder Defekt-Elektronen. Letztere nennt man auch 'Löcher'. Weil sich dies alles sehr nahe beieinander abspielt, und weil sich gegenteilige Ladungen - wie eben Elektronen und Löcher - gegenseitig anziehen, gehen sie aufeinander zu und vereinigen sich. Sie rekombinieren fast wie einer Heirat. Dabei wird Energie frei; ähnlich wie bei einem Atom-Kraftwerk, wo beim 'Spalten' von Uran-Kernen Energie frei wird.
Die freigewordenen Energie hat für jedes Material einen charakteristischen Betrag - und sie wird natürlich nicht einfach als freies 'Energiepaket' herumsausen. Sie wird vielmehr automatisch als Licht einer ganz bestimmten Wellenlänge aus dem Kristall austreten. Bei meinem Lieblingsmaterial GaN beträgt diese freigewordene Energie etwa 3 eV. Das sind 3 x 1.6 x 10^-19 Joule. Man braucht also viele Atompaare, um einen nützlich grossen Energiebetrag zu erzeugen. Jedenfalls entsprechen die 3 eV einer Energie, die das Auge als dunkelblau gefärbtes Licht wahrnimmt. Oh Wunder: unsere LED ist geboren!
Ich hoffe, dass dies alles nicht zu technisch ist...!
Selbst ein schlechtes Experiment bildet die Wirklichkeit besser ab als eine gute Simulation.
