Pro výrobu LED se používá poměrně velké množství anorganických i organických polovodičových materiálů. Volba materiálu závisí hlavně na požadované barvě. Nejběžnější materiály shrnuje následující tabulka.[1]
| Barva | Vlnová délka [nm] | Úbytek napětí | Polovodivý materiál |
| Infračervená | > 760 | < 1,63 | Arsenid gallitý (GaAs) |
| Arsenid hlinito-gallitý (AlGaAs) | |||
| Červená | 610 – 760 | 1,63 – 2,03 | Arsenid hlinito-gallitý (AlGaAs) |
| Fosfid-arsenid gallitý (GaAsP) | |||
| Fosfid gallito-indito-hlinitý (AlGaInP) | |||
| Fosfid gallitý (GaP) | |||
| Oranžová | 590 – 610 | 2,03 – 2,10 | Fosfid-arsenid gallitý (GaAsP) |
| Fosfid gallito-indito-hlinitý (AlGaInP) | |||
| Fosfid gallitý (GaP) | |||
| Žlutá | 570 – 590 | 2,10 – 2,18 | Fosfid-arsenid gallitý (GaAsP) |
| Fosfid gallito-indito-hlinitý (AlGaInP) | |||
| Fosfid gallitý (GaP) | |||
| Zelená | 500 – 570 | 1,90 – 4,0 | Klasická zelená |
| Fosfid gallitý (GaP) | |||
| Fosfid gallito-indito-hlinitý (AlGaInP) | |||
| Fosfid gallito-hlinitý (AlGaP) | |||
| Čistá zelená | |||
| Nitrid indito-gallitý (InGaN) / Nitrid gallitý (GaN) | |||
| Modrá | 450 – 500 | 2,48 – 3,70 | Selenid zinečnatý (ZnSe) |
| Nitrid indito-gallitý (InGaN) | |||
| Karbid křemičitý (SiC) jako substrát | |||
| Křemík (Si) jako substrát | |||
| Fialová | 400 – 450 | 2,76 – 4,0 | Nitrid indito-gallitý (InGaN) |
| Purpurová | Různé typy | 2,48 – 3,7 | Dvojitá LED modrá/červená |
| Modrá s červenou fosforeskující vrstvou | |||
| Bílá v purpurovém plastu | |||
| Ultrafialová | < 400 | 3,1 – 4,4 | Diamant (235 nm) |
| Nitrid boritý (BN, 215 nm) | |||
| Nitrid hlinitý (AlN, 210 nm) | |||
| Nitrid gallito-hlinitý (AlGaN) | |||
| Nitrid indito-gallito-hlinitý (AlGaInN) pod 210 nm | |||
| Růžová | Různé typy | ≈ 3,3 | Modrá LED s žlutě fosforeskující vrstvou a na ní s červenou, oranžovou nebo růžovou vrstvou |
| Bílá LED s růžovou fosforeskující vrstvou nebo barvivem | |||
| Bílá | Širokospektrální | 3,5 | Modrá/UV dioda s žlutou fosforeskující vrstvou |
Diamant
Diamant je alotropem uhlíku, tady se podíváme pouze na vlastnosti využívané při konstrukci PN přechodu.[3] Velikost zakázaného pásu u diamantu je poměrně velká, 5,47 eV, a to je velmi zajímavé pro optoelektronické aplikace, protože umožňuje emisi v oblasti UV.
Diamant se musí nejprve dopovat, pro přípravu polovodiče typu P se používá diamant dopovaný borem a pro polovodič typu N se diamant dopuje fosforem. Pro výrobu dopovaných diamantů bylo využito CVD, přesněji PE-CVD, s využitím mikrovlnného plazmatu. PN přechod lze připravit depozicí P-dopovaného diamantu na substrát tvořený B-dopovaným diamantem. Pro dopování bylo využito trimethylboranu (CH3)3B a fosfanu PH3.
Literatura
- https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Colors_and_materials
- Bessho, M.; Shimizu, K. Electronics and Communications in Japan 2012, 95, 1-7. Latest trends in Japan. DOI: 1002/ecj.10394.
- Koizumi, S.; Watanabe, K.; Hasegawa, M.; Kanda, H. Science 2001, 292, 1899-1901. Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction. DOI: 1126/science.1060258.
- Inorganic–organic hybrid white light phosphors