Perché il silicio non viene utilizzato nella fabbricazione dei LED?
Perché il silicio non è il materiale principale dei LED:
* Gap Gap: Il silicio ha un intervallo di banda relativamente piccolo, il che significa che consente facilmente agli elettroni di passare a un livello energetico più elevato e poi ricadere verso il basso, rilasciando calore invece di luce. Ciò rende il silicio inefficiente per l’emissione di luce visibile.
* Band Gap indiretto: Il silicio ha una banda proibita indiretta, il che significa che la transizione degli elettroni dalla banda di conduzione alla banda di valenza non provoca direttamente l'emissione di luce. Richiede invece energia aggiuntiva e di solito coinvolge fononi (vibrazioni reticolari), con conseguente minore efficienza.
* Doping difficile: Raggiungere i giusti livelli di drogaggio affinché il silicio emetta luce visibile è difficile e meno affidabile rispetto a materiali come il nitruro di gallio (GaN).
Come viene utilizzato il silicio nella fabbricazione di LED:
* Wafer: I wafer di silicio vengono utilizzati come substrati per la crescita di materiali che emettono luce come GaN. Ciò fornisce una piattaforma stabile per la struttura del LED.
* Imballaggio e substrati: Il silicio viene utilizzato nell'imballaggio dei LED, fornendo contatti elettrici, gestione termica e supporto strutturale.
* Circuiti driver: I circuiti integrati (IC) a base di silicio sono comunemente utilizzati per i driver LED, controllando la corrente e la tensione fornita ai LED.
In sintesi:
Il silicio è un materiale prezioso per varie parti della fabbricazione dei LED, ma le sue proprietà intrinseche lo rendono inadatto per la parte del LED stesso che emette luce. A questo scopo sono preferiti altri materiali con band gap più ampi e band gap diretti, come GaN e arseniuro di gallio (GaAs).