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發光二極管的工作原理

發光二極管簡稱LED，是一種常用的發光器件，通過電子與空穴復合釋放能量發光，它在照明領域應用廣泛。可有效地將電能轉化為光能，在現代社會具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫療器件等。

這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之后發展出其他單色光的版本，能發出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當的光度。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等。
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發光二極管是一種特殊的二極管，由半導體芯片組成，這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生p、n架構。電流可以輕易地從p極流向n極，而相反方向則不能。兩種不同的載流子：空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構。當空穴和電子相遇而產生復合，電子會跌落到較低的能階，同時以光的模式釋放出能量。

發光二極管所用的材料都是直接帶隙型的，其能量會以光子形式釋放，這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。，它所發出的光的顏色是由組成p、n架構的半導體物料的禁帶能量決定。硅和鍺是間接帶隙材料，在常溫下，這些材料內電子與空穴的復合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，而是把能量轉化為熱能，則硅和鍺二極管不能發光。

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