লাইট-এমিটিং ডায়োড একটি বিশেষ ডায়োড। সাধারণ ডায়োডের মতো, আলো-নির্গত ডায়োডগুলি সেমিকন্ডাক্টর চিপগুলির সমন্বয়ে গঠিত। এই অর্ধপরিবাহী পদার্থগুলি p এবং n কাঠামো তৈরি করতে পূর্ব-ইমপ্লান্ট করা বা ডোপ করা হয়।
অন্যান্য ডায়োডের মতো, আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডে কারেন্ট সহজেই p পোল (অ্যানোড) থেকে n পোলে (ক্যাথোডে) প্রবাহিত হতে পারে, কিন্তু বিপরীত দিকে নয়। দুটি ভিন্ন বাহক: ছিদ্র এবং ইলেকট্রন ইলেক্ট্রোড থেকে বিভিন্ন ইলেক্ট্রোড ভোল্টেজের অধীনে p এবং n কাঠামোতে প্রবাহিত হয়। যখন গর্ত এবং ইলেকট্রন মিলিত হয় এবং পুনরায় মিলিত হয়, তখন ইলেকট্রনগুলি একটি নিম্ন শক্তি স্তরে পড়ে এবং ফোটন আকারে শক্তি ছেড়ে দেয় (ফটোনগুলিকে আমরা প্রায়শই আলো বলি)।
এটি নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য (রঙ) অর্ধপরিবাহী পদার্থের ব্যান্ডগ্যাপ শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয় যা p এবং n কাঠামো তৈরি করে।
যেহেতু সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম হল পরোক্ষ ব্যান্ডগ্যাপ উপাদান, ঘরের তাপমাত্রায়, এই পদার্থগুলিতে ইলেকট্রন এবং গর্তের পুনর্মিলন একটি অ-বিকিরণীয় রূপান্তর। এই ধরনের ট্রানজিশন ফোটন মুক্ত করে না, কিন্তু শক্তিকে তাপ শক্তিতে রূপান্তর করে। অতএব, সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম ডায়োডগুলি আলো নির্গত করতে পারে না (তারা খুব কম নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় আলো নির্গত করবে, যা একটি বিশেষ কোণে সনাক্ত করতে হবে এবং আলোর উজ্জ্বলতা স্পষ্ট নয়)।
আলো-নির্গত ডায়োডগুলিতে ব্যবহৃত উপাদানগুলি সমস্ত সরাসরি ব্যান্ডগ্যাপ উপাদান, তাই শক্তি ফোটন আকারে নির্গত হয়। এই নিষিদ্ধ ব্যান্ড শক্তিগুলি কাছাকাছি-ইনফ্রারেড, দৃশ্যমান বা কাছাকাছি-আল্ট্রাভায়োলেট ব্যান্ডের আলোক শক্তির সাথে মিলে যায়।
এই মডেলটি একটি LED অনুকরণ করে যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের ইনফ্রারেড অংশে আলো নির্গত করে।
বিকাশের প্রাথমিক পর্যায়ে, গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs) ব্যবহার করে আলো-নির্গত ডায়োডগুলি শুধুমাত্র ইনফ্রারেড বা লাল আলো নির্গত করতে পারে। পদার্থ বিজ্ঞানের অগ্রগতির সাথে, নতুন উন্নত আলো-নির্গত ডায়োডগুলি উচ্চতর এবং উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সহ আলোক তরঙ্গ নির্গত করতে পারে। আজ, বিভিন্ন রঙের হালকা নির্গত ডায়োড তৈরি করা যেতে পারে।
ডায়োডগুলি সাধারণত এন-টাইপ সাবস্ট্রেটের উপর তৈরি করা হয়, যার পৃষ্ঠে P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের একটি স্তর জমা থাকে এবং ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত থাকে। পি-টাইপ সাবস্ট্রেট কম সাধারণ, কিন্তু ব্যবহার করা হয়। অনেক বাণিজ্যিক আলো-নিঃসরণকারী ডায়োড, বিশেষ করে GaN/InGaN, এছাড়াও স্যাফায়ার সাবস্ট্রেট ব্যবহার করে।
LEDs তৈরি করতে ব্যবহৃত বেশিরভাগ উপকরণের খুব উচ্চ প্রতিসরণ সূচক থাকে। এর মানে হল যে বেশিরভাগ আলোক তরঙ্গ বাতাসের সাথে ইন্টারফেসে উপাদানে প্রতিফলিত হয়। অতএব, আলোর তরঙ্গ নিষ্কাশন এলইডিগুলির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়, এবং এই বিষয়ে প্রচুর গবেষণা এবং বিকাশ করা হয়েছে।
এলইডি (হালকা নিঃসরণকারী ডায়োড) এবং সাধারণ ডায়োডগুলির মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল তাদের উপাদান এবং গঠন, যা বৈদ্যুতিক শক্তিকে আলোক শক্তিতে রূপান্তর করার ক্ষেত্রে তাদের দক্ষতার উল্লেখযোগ্য পার্থক্যের দিকে নিয়ে যায়। কেন LED আলো নির্গত করতে পারে এবং সাধারণ ডায়োডগুলি পারে না তা ব্যাখ্যা করার জন্য এখানে কিছু মূল বিষয় রয়েছে:
বিভিন্ন উপকরণ:LED গুলি III-V সেমিকন্ডাক্টর পদার্থ ব্যবহার করে যেমন গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), গ্যালিয়াম ফসফাইড (GaP), গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN), ইত্যাদি। সাধারণ ডায়োডগুলি সাধারণত সিলিকন বা জার্মেনিয়াম ব্যবহার করে, যার একটি পরোক্ষ ব্যান্ডগ্যাপ থাকে এবং ইলেকট্রন লাফ প্রধানত আলোর পরিবর্তে তাপ শক্তি মুক্তির আকারে ঘটে।
বিভিন্ন কাঠামো:LEDs এর কাঠামো আলোক উৎপাদন এবং নির্গমনকে অপ্টিমাইজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এলইডি সাধারণত পিএন জংশনে নির্দিষ্ট ডোপেন্ট এবং লেয়ার স্ট্রাকচার যোগ করে যাতে ফোটন তৈরি ও মুক্তি পায়। সাধারণ ডায়োডগুলি বর্তমানের সংশোধন ফাংশনকে অপ্টিমাইজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং আলোর প্রজন্মের উপর ফোকাস করে না।
শক্তি ব্যান্ডগ্যাপ:LED এর উপাদানে একটি বড় ব্যান্ডগ্যাপ শক্তি রয়েছে, যার মানে হল যে পরিবর্তনের সময় ইলেকট্রন দ্বারা নির্গত শক্তি আলোর আকারে প্রদর্শিত হওয়ার জন্য যথেষ্ট বেশি। সাধারণ ডায়োডগুলির উপাদান ব্যান্ডগ্যাপ শক্তি ছোট, এবং ইলেকট্রনগুলি যখন স্থানান্তরিত হয় তখন প্রধানত তাপ আকারে মুক্তি পায়।
লুমিনেসেন্স মেকানিজম:যখন LED-এর pn জংশন ফরওয়ার্ড বায়াসের অধীনে থাকে, তখন ইলেকট্রনগুলি n অঞ্চল থেকে p অঞ্চলে চলে যায়, গর্তের সাথে পুনরায় মিলিত হয় এবং আলো উৎপন্ন করতে ফোটন আকারে শক্তি ছেড়ে দেয়। সাধারণ ডায়োডে, ইলেকট্রন এবং ছিদ্রের পুনর্মিলন প্রধানত অ-রেডিয়েটিভ রিকম্বিনেশন আকারে হয়, অর্থাৎ শক্তি তাপ আকারে নির্গত হয়।
এই পার্থক্যগুলি LED গুলিকে কাজ করার সময় আলো নির্গত করতে দেয়, যখন সাধারণ ডায়োডগুলি পারে না।
এই নিবন্ধটি ইন্টারনেট থেকে এসেছে এবং কপিরাইটটি মূল লেখকের
পোস্টের সময়: আগস্ট-০১-২০২৪