どうもゆうかです。
半導体と言われて、何を思いつきますか？
今だと政治的なこととか、電気製品の製造ストップなどさまざまなことが挙げられます。
今回は少し違った面から半導体を見てみましょう。テーマはLEDです。
半導体なのにLED？って方もいると思います。LEDは半導体です。
最初にLEDが光る原理を簡単にご紹介します。最後にはより詳しく解説していきます。
LEDとは？
LEDの仕組みについて押さえておきましょう。
半導体にはp型、n型半導体が存在します。これは下記の記事で詳しく解説しています。
p型、n型半導体を重ねてあるのがLEDなのです。pn接合とか言ったりします。p型n型それぞれ正孔と自由電子がキャリアとしてあると解説しました。
それぞれの半導体が重なっている間では電子と正孔がくっつきます。その時放たれる光エネルギーこそが、LEDの光る原理なのです。
詳しく原理を見てみよう
励起状態というのをご存知でしょうか？物体に光エネルギーを与えると電子が結合性軌道から反結合性軌道に移ることを励起と言ったりします。
半導体の世界では結合性軌道を価電子帯、反結合性軌道を伝導帯と言います。価電子帯から伝導帯に電子が移ることを励起したといい、価電子帯にはもともと電子がいたところに穴が開きます。
つまり、光エネルギーを与えると穴（正孔）と電子に分かれるのです。逆のことが起きたら光を放ちそうですよね。
pn接合は擬似的に正孔と電子を組み合わせて励起状態を作ります。電気を流してその二つを出会わせ、電子と正孔が合わさる時に出る光をLEDとしているわけです。
まとめ
今回はLEDのことについて解説しました。LEDの原理について詳しくわかるよって人は少ないと思います。
半導体に関しても意外と使われてるけど何に使われているのか分からない方もいると思います。
半導体、化学分野のことを解説していますので他の記事も読んでみてください。
参考文献として使うときは出典などに記述は必要ありません。自由に引用してください。
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