氮化鎵二極管發(fā)什么光

　　氮化鎵(GaN)二極管是否發(fā)光，取決于其具體類型：普通氮化鎵功率二極管(用于電力轉(zhuǎn)換，如整流、開(kāi)關(guān))不發(fā)光，而氮化鎵基發(fā)光二極管(GaN-LED)會(huì)發(fā)光，且發(fā)光顏色主要集中在紫外光到藍(lán)光范圍，具體波長(zhǎng)可通過(guò)材料設(shè)計(jì)調(diào)整。

　　為什么氮化鎵基發(fā)光二極管(GaN-LED)會(huì)發(fā)光?

　　發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光原理是：半導(dǎo)體材料中，電子從高能級(jí)(導(dǎo)帶)躍遷到低能級(jí)(價(jià)帶)時(shí)，與空穴復(fù)合，釋放的能量以光子形式輻射出來(lái)(即 “電致發(fā)光”)。光子能量(對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng))由半導(dǎo)體的 “禁帶寬度” 決定：禁帶寬度越大，光子能量越高，波長(zhǎng)越短(能量與波長(zhǎng)成反比)。

　　氮化鎵(GaN)是寬禁帶半導(dǎo)體，其本征禁帶寬度約為 3.4 電子伏特(eV)，對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)約為 365 納米(nm)，屬于紫外光范圍。因此，純氮化鎵制成的 LED 會(huì)發(fā)出紫外光。

　　實(shí)際應(yīng)用中，氮化鎵基 LED 能發(fā)出哪些光?

　　實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)調(diào)整材料組分(如摻雜銦 In、鋁 Al 等元素)，可改變氮化鎵基半導(dǎo)體的禁帶寬度，從而調(diào)整發(fā)光波長(zhǎng)：

　　藍(lán)光：最常見(jiàn)的是 “銦鎵氮(InGaN)/ 氮化鎵(GaN)” 異質(zhì)結(jié) LED，通過(guò)控制銦的比例，可將發(fā)光波長(zhǎng)調(diào)整到 450-470nm(藍(lán)光范圍)。這是現(xiàn)代白光 LED 的核心 —— 藍(lán)光 LED 激發(fā)熒光粉(如釔鋁石榴石 YAG)，即可轉(zhuǎn)換為白光，廣泛用于照明、顯示屏、手機(jī)閃光燈等。

　　紫外光：若減少銦的摻雜(或使用鋁鎵氮 AlGaN/GaN 結(jié)構(gòu))，禁帶寬度增大，可發(fā)出波長(zhǎng)更短的紫外光(200-365nm)，包括深紫外光(<280nm)，用于殺菌消毒、光刻、醫(yī)療檢測(cè)等。

　　藍(lán)綠光：適當(dāng)提高銦的比例，波長(zhǎng)可延長(zhǎng)至 490-530nm，發(fā)出藍(lán)綠色光，用于戶外顯示屏、水下照明等。

　　總結(jié)

　　只有氮化鎵基發(fā)光二極管(GaN-LED) 會(huì)發(fā)光，其發(fā)光顏色以紫外光、藍(lán)光為主，通過(guò)材料設(shè)計(jì)可擴(kuò)展到藍(lán)綠光;而我們常說(shuō)的 “氮化鎵功率二極管”(用于電源轉(zhuǎn)換的器件)并不發(fā)光，核心功能是電力控制而非發(fā)光。