Estructura del Diodo Emisor de Luz

Los LEDs son dispositivos de unión p-n construidos con arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP), o fosfuro de galio (GaP). El silicio y el germanio no son adecuados para los LEDs debido a que sus uniones producen calor, pero no luz visible o infrarroja (IR) apreciable. La unión en un LED está polarizada directamente y cuando los electrones cruzan la unión desde el material tipo n al de tipo p, el proceso de recombinación electrón-hueco, produce algunos fotones en el rango visible o IR, proceso llamado electroluminiscencia. Por consiguiente, una superficie semiconductora expuesta a la vista durante este proceso, puede emitir luz.

Electroluminiscencia en los LEDs

Cuando el voltaje aplicado con polarización directa sobre el diodo del LED, impulsa los electrones y huecos hacia la región activa entre el material de tipo n y el de tipo p, la energía se puede convertir en fotones visibles o infrarrojos. Esto implica que el par electrón-hueco cae como partícula compuesta en un estado mas estable, liberando energía del orden de electrón-voltio, por la emisión de un fotón. El extremo rojo del espectro visible, 700 nm, requiere una liberación de energía de 1,77 eV para proporcionar la energía cuántica del fotón. En el otro extremo de 400 nm el violeta, se requiere 3,1 eV.

La Búsqueda de un LED Azul

Después de una década de intensa investigación, se produjo con éxito un brillante LED azul por Nichia Chemical de Japón en 1994. El material utilizado para el diodo fué nitruro de galio GaN. Nichia ha producido también un diodo láser InGaN, cuya luz está en la región azul-violeta del espectro.

Los LED azules son importantes en el desarrollo de almacenamiento de alta densidad de información en discos ópticos, así como una serie de otras aplicaciones como la televisión de alta resolución y pantallas de ordenador, escáneres de imágenes e impresoras a color, instrumentos de diagnóstico biomédicos, y la teledetección.

Otras formas de producir luz azul a partir de fuentes de estado sólido, implican duplicar la frecuencia de diodos láser rojos o infrarrojos. Hitachi y Matsushita han adoptado este enfoque para la producción de luz azul en los discos ópticos y discos versátiles digitales (DVD)..

Referencia: The Elusive Blue Laser, The Industrial Physicist, 3, September 1997, p16