Perché il LED non è fatto di silicio o germanio?
Il silicio e il germanio sono entrambi semiconduttori, ma non vengono utilizzati per produrre LED perché non emettono luce in modo efficiente. Il gap di banda del silicio e del germanio è troppo grande perché possano emettere luce visibile. Il band gap è la differenza di energia tra la banda di valenza e la banda di conduzione di un semiconduttore. Quando un elettrone cade dalla banda di conduzione alla banda di valenza, rilascia un fotone di luce. L'energia del fotone è determinata dal gap di banda.
Per emettere luce visibile, un semiconduttore deve avere un gap di banda vicino all'energia della luce visibile. Questo è il motivo per cui i LED sono realizzati con materiali come nitruro di gallio (GaN), nitruro di gallio indio (InGaN) e fosfuro di alluminio gallio indio (AlGaInP). Questi materiali hanno bande proibite che si trovano nella gamma visibile dello spettro elettromagnetico.
Oltre ad avere il corretto intervallo di banda, il materiale semiconduttore utilizzato in un LED deve anche essere in grado di resistere a temperature e correnti elevate. Questo è il motivo per cui i LED sono spesso realizzati con materiali come zaffiro e carburo di silicio. Questi materiali sono in grado di resistere alle dure condizioni necessarie per produrre luce.