Chemistry
Thaum lub LED pib ua lag luam, tshaj 40 xyoo dhau los, tsis muaj leej twg tau them nyiaj ntau npaum li cas nws tau tsim los yog nws muaj tshuaj lom neeg. Qhov no yog ib feem ntawm qhov tseeb tias tsuas yog ob peb yam yooj yim thiab xim muaj (xws li GaP - liab thiab ntsuab, thiab GaAsP - daj). Niaj hnub no, txhawm rau kom tau txais cov xim tshiab, los yog wavelengths, thiab txhim kho kev ua tau zoo thiab kev ntseeg siab, muaj ntau yam tshiab ntawm cov qauv tshuaj raug tsim. Vim li no, LEDsare tsis raug xa mus nruj me ntsis los ntawm lawv cov xim tab sis kuj los ntawm lawv cov tshuaj npe, xws li InGaAlP lossis GaAlAs. Yog tias tus neeg siv tsis paub txog LED thev naus laus zis lossis tsis muaj qib hauv chemistry thiab cov ntaub ntawv, cov ntawv hodgepodge no tuaj yeem ua rau tsis meej pem. Cov ntaub ntawv hauv qab no yog muab los pab daws qee qhov tsis meej pem no.
Gallium
Thawj thiab thawj lub ntsiab siv hauv kev tsim khoom ntawm yuav luag tag nrho cov khoom siv semiconductor LED yog gallium. Gallium yog cov khoom siv hlau uas pom muaj nyob hauv cov khoom siv roj, bauxite thiab lwm yam minerals. Lub cim rau gallium yog "Ga" - (atomic naj npawb 31). Thaum ua ke nrog arsenic "As" (atomic tooj 33), ib qho tshuaj lom heev grey metallic keeb, ntawm qhov kub txog li 4000 degrees Fahrenheit, lub compound gallium arsenide "GaAs" yog tsim. Qhov tsaus grey crystalline compound yog lub hauv paus rau thawj semiconductor LEDs tsim yuav luag 40 xyoo dhau los. Thaum tam sim no / lub zog siv rau cov khoom siv no, photons lossis cov khoom ntawm lub teeb raug tso tawm. GaAs los ntawm nws tus kheej emits lub teeb nyob rau hauv lub infrared ntau yam uas tsis pom rau tib neeg lub qhov muag, txawm li cas los xij, yog tias muaj lwm lub ntsiab lus, phosphorus (ib qho tshuaj dawb lossis daj, tsis yog xim hlau, tshwm sim nyob rau hauv phosphates, nrog atomic tooj 15 thiab cim " P") tau qhia, ib qho sib xyaw siv lead ua ntawm gallium aresenide phosphide "GaAsP" yog tsim. Nyob ntawm qhov sib npaug ntawm cov phosphorus, lub teeb nyob rau hauv qhov pom ntawm liab mus rau daj yog tiav.
Ntxiv rau GaAsP tau piav qhia saum toj no, cov khoom siv ua ke nrog gallium posphide "GaP" tau tsim. Los ntawm doping no crystal compound, ntau xim tuaj yeem tau. Piv txwv li, los ntawm kev ntxiv zinc-oxygen rau GaP, cov xim liab tau txais. Los ntawm kev ntxiv nitrogen, lub teeb ntsuab ua tiav. Nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tsum nco ntsoov tias nyob rau hauv yuav luag tag nrho cov semiconductor LED tuag cov khoom, cov ntsiab lus ntxiv xws li zinc, nitrogen, beryllium thiab lwm yam tsis yog feem ntau teev nyob rau hauv cov khoom siv dav dav acronym. Tag nrho cov ntaub ntawv hais los saum toj no txawm tias tsim ntau xyoo dhau los, tseem muaj dav thiab siv niaj hnub no. (Table. 1)
Aluminium
Nyob rau xyoo 1970's lig, nws tau pom tias los ntawm kev ntxiv txhuas "Al" (atomic tooj 13, thiab cov khoom siv hlau ntau tshaj plaws nyob rau hauv lub ntiaj teb crust) rau GaAs compound, xim liab tuaj yeem tsim nrog lub ci ci thiab kev ua haujlwm tau nce ntxiv. cov khoom uas twb muaj lawm. Yog li, gallium aluminium arsenide "GaAlAs" tau tsim. Txawm hais tias kev sib xyaw ua ke ntawm gallium, txhuas thiab arsenic tau nyob ib puag ncig li ntawm 30 xyoo, cov qauv tiag tiag rau cov txheej txheem sib txawv. Qee cov tuam txhab lag luam piav txog qhov sib xyaw ua AlGaAs thaum lwm tus hu nws GaAlAs. Keeb kwm, ntau tus xav tias cov khoom tsim thawj zaug pom muaj ntau dua li cov khoom ua tiav. Yog tias GaAlAs yog lub npe, ces Ga (galium) yog lub hauv paus tseem ceeb hauv qhov sib xyaw. Al (aluminium) yuav yog thib ob thiab As (arsenide) yuav yog thib peb. Qhov no ua rau ntau tus neeg siv ntseeg tias yog qhov kev txiav txim ntawm lub caij sib txawv, txhua qhov sib xyaw ua ke sib txawv heev. Qhov no yog qhov kev xav tsis raug. Qhov kev txiav txim txhua lub ntsiab yog muab tso rau hauv lub compound tsis ua raws li cov qauv tshuaj raws li txoj cai los yog nws yuav tsum tau ua li ntawd vim hais tias cov qauv tshuaj tsis qhia meej. GaAlAs tsuas yog cov ntsiab lus "primary" siv nyob rau hauv lub compound. Tag nrho lwm cov ntsiab lus ntxiv lossis dopants xws li zinc lossis nitrogen thiab lawv cov ntsiab lus tseeb tsis tau teev tseg. Qhov tseem ceeb, tsuas yog qhov sib txawv ntawm GaAlAs thiab AlGaAs yog nyob rau hauv txoj kev sau acronym.
Tsis ntev los no, lub mish-mash ntawm cov tsiaj ntawv thiab cov khoom siv tau ua nyuaj ntxiv los ntawm kev qhia txog ntau lub tebchaw tshiab xws li indium gallium aluminium phosphide "InGaAlP." Nrog rau qhov sib ntxiv ntawm indium "Nyob rau hauv" (lub mos malleable silvery dawb metallic compound pom feem ntau hauv zinc thiab tin ores nrog atomic tooj 49) nws tau pom tias tsis yog tsuas yog LEDs ci ntsa iab thiab kev ua haujlwm tau zoo dua qub, tab sis lub neej tiag tiag yuav muaj txiaj ntsig zoo. nce ntxiv cov ntaub ntawv tam sim no xws li GaAlAs. Tsis tas li ntawd, nrog rau kev ua kom zoo, ntau yam xim thiab wavelengths tuaj yeem tsim tau. Zoo ib yam li gallium aluminium arsenide, lub ntsiab lus rau indium gallium aluminium phosphide tuaj yeem qhia tau ntau txoj hauv kev. Qhov thib ob feem ntau yog InGaAlP thiab AlInGaP. Ob daim ntawv yog tshuaj tib yam khoom.
Pawg III thiab Pawg V Cov Ntsiab Lus
Cov ntsiab lus xws li (Al, Ga, thiab In) yog hu ua pawg "III" cov ntsiab lus thaum (P, As, thiab N) yog pawg "V" cov ntsiab lus. Lub teeb emitting semiconductor khoom feem ntau hu ua "III-V" cov khoom muab tau los ntawm lub rooj zaum. Lwm cov tebchaw xws li silicon carbide "SiC" uas ua ke nrog silicon (cov khoom tsis yog xim hlau tshwm sim nyob rau hauv lub ntiaj teb lub pob zeb hauv silica thiab siv rau kev tsim cov iav, cov khoom siv semiconductor, cov tais diav thiab lwm yam nrog atomic tooj 14) thiab carbon (ib txwm muaj. Muaj ntau yam tsis yog xim hlau tshwm sim nyob rau hauv tag nrho cov organic lossis muaj sia nyob nrog atomic tooj 6) thiab gallium nitride "GaN" yog siv los tsim cov xiav thiab ntsuab LEDs. Lub ntsiab lus ntawm cov ntsiab lus no feem ntau zoo ib yam thoob plaws hauv kev lag luam, txawm tias nws tuaj yeem hloov tau txhua lub sijhawm. Thaum cov tshuaj sib xyaw ua ke tau tsim, cov lus luv piav qhia txog cov khoom no tuaj yeem ua tau zoo heev rau cov neeg tsim khoom lossis tus tsim tawm. Nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tsum nco ntsoov tias ib qho kev sib xyaw yuav tsum tsis txhob raug misconstrued li yog superior lossis qis dua rau lwm qhov sib xyaw nrog tib cov tshuaj muaj pes tsawg leeg, tab sis cov tshuaj sib txawv.
