LED und OLED Technik detailliert?

3 Antworten

Im einfachsten Modell kann man sich schon vorstellen, dass Elektronen und Löcher miteinander rekombinieren und dabei wird Energie frei, die in Form von Licht abgegeben wird. 

Die nächste Frage ist natürlich, wie das passieren kann. Dazu muss man verstehen, wie der Mechanismus der Dotierung (=gezielte Verunreinigung) im Halbleiter funktioniert. Dabei kann durch Zugabe von V-wertigen Atomen zum IV-wertigen Silizium ein Überschuss an Elektronen entstehen (das bezeichnet man als n-typ Halbleiter) Durch Zugabe III-wertiger Elemente wie Bor werden Elektronen weggenommen, die entstehenden "Defektelektronen" verhalten sich positive Ladungsträger und werden als Löcher bezeichnet. 

Polt man einen Übergang zwischen n- und p-dotierten Gebieten in Flussrichtung (p-Gebiet positiv, n-Gebiet negativ) dann werden aus dem p-Gebiet Löcher in das n-Gebiet geschoben (man sagt "injiziert") und Elektronen aus dem n-Gebiet ins p-Gebiet.

Dort sind sie aber "fehl am Platz", denn die überschüssigen Elektronen im p-Gebiet werden von der dortigen Löchern "eingefangen". Dabei fallen sie von einem höher energetischen Zustand (Leitungsband) in einen niedrigeren (Valenzband). Die resultierende Energiedifferenz wird in einer LED als Strahlung abgegeben (Es gibt aber noch andere Möglichkeiten, die Energie als Wärme oder an andere Ladungsträger abzugeben).

Als Exziton bezeichnet man einen Zustand, in dem sich ein Elektron und ein Loch kurzzeitig aneinander binden bevor die Rekombination einsetzt. In der Betrachtung kristalliner Halbleiter (Silizium, GaAs etc) spielen die Exzitonen keine Rolle.

Vielen Dank, dass du dir die mühe gemacht hast solch einen ausführlichen Text zu schreiben. Wirklich großes Kompliment an die detaillierte und durchdachte Erklärung!

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Letztlich ist der Übergang der Elektronen von einem Energieniveau zu einem niedrigeren für die Emission von Licht verantwortlich. Dieser Übergang kann als Licht (wie bei LEDs) oder als Wärme o.ä. in Erscheinung treten.

Aber ich habe den Eindruck, du willst mehr ?

Vermutlich wirst du dich dann mit Uni-Literatur beschäftigen müssen, hier schon mal ein Vorgeschmack - finde ich ganz hilfreich...

https://tu-dresden.de/mn/physik/ressourcen/dateien/ome/dateien/oledsvortrag?lang=de

Jawoll genau sowas habe ich gesucht, ich danke dir vielmals!

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Willst du wissen, wie genau die Energiedifferenz in Licht umgewandelt wird oder nach welcher Erklärung suchst du?

 

Mich interessiert, warum die LED und OLED leuchtet. Die einfache Erklärung ist ja, dass sich Elektronen und Löcher rekombinieren. Aber diese Erklärung ist mir doch zu einfach, darunter kann ich mir nichts vorstellen. Also warum leuchtet eine LED und OLED? Liegt das nur an den Exzitonen? Und wie kann man sich das mit den Exzitonen vorstellen? Ein Elektron schwirrt um ein Loch rum und warum kommt jetzt da Licht raus?

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