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Lexikon der Optik: Lumineszenzdiode

Lumineszenzdiode, LED (Abk. für engl. light-emitting diode, "Licht aussendende Diode"), Leuchtdiode, Halbleiterbauelement, das einen pn-Übergang besitzt, der bei Stromdurchgang eine inkohärente Strahlung liefert. Als Halbleitergrundmaterial finden Verbindungen vom Typ AIIIBV (GaAs, GaAlAs, GaInP, InP u.a.) und AIVBVI (PbS, PbSSe, PbTe, PbSnTe u.a.) Verwendung. (III, IV, V, VI kennzeichnen die Hauptgruppe im Periodensystem.) In diese Materialien werden Elemente eingebaut, die Elektronen abgeben (Donatoren), so daß ein Überschuß-(n)-Halbleiter entsteht, oder Elemente, die Elektronen aufnehmen (Akzeptoren), was zu einem Defekt-(p)-Halbleiter führt. Die Leitfähigkeit wird damit bestimmt durch die (Donator-)Elektronen im Leitungsband bzw. durch die fehlenden Elektronen ("Löcher") im Valenzband des Grundmaterials. Die Verbindung eines n- und eines p-Halbleiters ergibt eine pn-(Halbleiter-)Diode, gekennzeichnet durch eine Potentialbarriere, die durch die unterschiedliche Ladungsverteilung im n- und p-leitenden Gebiet bedingt ist und verhindert, daß Elektronen und Löcher unter Aussendung von Licht rekombinieren. Lichtemission wird erst durch Anlegen einer Spannung und damit Erniedrigung der Potentialbarriere erreicht. Die enge Nachbarschaft von Elektronen und Löchern innerhalb des Übergangsbereiches führt zu deren Rekombination unter Aussendung von Strahlung, deren Frequenz durch den Bandabstand gegeben ist. Erzeugt wird so die spontane Rekombinationsstrahlung, auch als Lumineszenzstrahlung bezeichnet. L. strahlen inkohärent sowohl im sichtbaren als auch nahen IR-Bereich und liefern im kontinuierlichen Betrieb Strahlungsleistungen bis zu 500 μW. Im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 und 0,9 μm werden bevorzugt GaAs- und GaAl-As-Dioden verwendet. L. werden u.a. für die verschiedensten Anzeigen (bei Ausstrahlung im Sichtbaren) oder auch als Sendelichtquellen für die optische Nachrichtenübertragung eingesetzt.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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