バンドギャップと色

半導体にはバンドギャップがあります。バンドギャップによって、LEDに応用した時の発光する色だったりが決定されます。バンドギャップとLEDの関係については前にも紹介したのでそちらをご覧ください。

今回はバンドギャップと色の関係について解説していきます。上の記事を読んだ前提で話していきます。

キーワードは1240！！

バンドギャップを求める方法はいくつかあります。そこで重要になってくるのが1240という数字です。

これはバンドギャップ×波長＝1240という式が成り立つからです。バンドギャップの単位は［eV］で表されます。それに波長をかけることで1240に必ずなるという法則ですね。

シリコン半導体を考えてみましょう。

シリコン半導体は赤色、赤外線発光を示す半導体です。バンドギャップは1.2eVで、赤外線の波長は750nmより長波長です。ですから、1240/1.2は約1000nmとなります。

青色LEDのGaNについては、バンドギャップが3.4eVほどなのでそれで1240を割ると、400nmとなりちょうど青色発光を示す範囲であることがわかります。

バンドギャップと色の関係はとても深いです。バンドギャップが分かれば色がわかるし、色が分かればバンドギャップもわかるというふうになっております。

この知識は高校物理の光エネルギーと波長の分野でも出てきますので、知識として覚えておきましょう。