発光ダイオードについて

こんにちは

基本的なことを教えて下さい。
発光ダイオードは、P型半導体とN型半導体がくっついています。
そのN型の部分にマイナス、P型のプラスを繋ぐと、N型にいる
自由電子が空乏層、P型からは自由ホールがやってきて、これらが
合体して光を出します。

質問
１．N型半導体の変わりに、銅等の金属を持ってきて、電圧を
かけても、光は出ないのでしょうか？
たぶんで出ないと思いますが、なぜでしょうか？

２．P型半導体とN型半導体は、ガリウム砒素を使用するらしいですが、
　　P型半導体にガリウム砒素、N型半導体にまったく異なる化合物を
　　使用しても発光するのでしょうか？

No.3 回答者： Who_am_I08 回答日時： 2007/12/04 07:02

すいません、導体だからではよく解らないです。

説明不足だった？導体とは電気をよく通すもの、逆に不導体とは電気を通さないもの。半導体とはその中間を言います。つまり半導体の利点は電気を流す量を制御できるのです。これが大前提です。だから導体である銅は電気を流す（電気エネルギーを熱エネルギーに変換する）。理論はその程度で簡単なので試すのが一番だよ。用意するもの、乾電池と銅線、これだけ。但し、発熱量があるのでやけどには注意する事と燃え易いものの近くで行わない事、わかった？

もう１人の回答者では納得しないの？

「下記の回答により、光るのでしょうか？
実際、型半導体にガリウム砒素、N型半導体にまったく異なる化合物を
使った発光ダイオードはあるのでしょうか？・・・たくさんあるよ。第一、よく考えてみてよ。電気は一緒でどうして異なる色のダイオード（面倒なので以下ＬＥＤね）があるの？それぞれ材料が違うから様々な色ができるんだよ。ガリ砒素にこだわる理由がわからないけどね。なぜなら高いから。シリコンウェハーで十分ジャン。って工場じゃないからいいのかな。簡単にN型、P型と２種類に分けちゃってるけど奥が深いよ。もう少し勉強しましょう。教えちゃってもいいけど、自分で調べたり学んだりした方が記憶に残るし、他人の意見なんてそのうち忘れるよ、頑張ってね。

よって、P型半導体にしても、N型半導体にしても、この固有のエネルギー
ギャップを生じるように作れば光るわけです（普通のダイオードも微かに光ります）。

この回答への補足

＞用意するもの、乾電池と銅線、これだけ。但し、発熱量があるのでやけどには
＞注意する事と燃え易いものの近くで行わない事、わかった？

そんな、実験する必要がある訳ないでしょう！！

質問は
１． N型半導体の変わりに、銅等の金属を持ってきて、電圧を
かけても、光は出ないのでしょうか？

で、P型半導体はそのまま使用するのです。

何か邪魔臭くなってきました、

補足日時：2007/12/04 21:33

No.2 回答者： Who_am_I08 回答日時： 2007/12/03 21:54

１．簡単な実験でできるので「論より証拠」じゃないけどやってみれば？おそらく光らないし、熱に変換するだけじゃない。

なぜなら導体だから。

２．はもう１人が答えたからいらないね。

この回答への補足

お返事有難う御座います。

＞簡単な実験でできるので「論より証拠」じゃないけどやってみれば？
＞おそらく光らないし、熱に変換するだけじゃない。なぜなら導体だから。
すいません、導体だからではよく解らないです。




＞２．はもう１人が答えたからいらないね。

下記の回答により、光るのでしょうか？
実際、型半導体にガリウム砒素、N型半導体にまったく異なる化合物を
使った発光ダイオードはあるのでしょうか？

よって、P型半導体にしても、N型半導体にしても、この固有のエネルギー
ギャップを生じるように作れば光るわけです（普通のダイオードも微かに光ります）。

補足日時：2007/12/04 03:55

No.1 回答者： A-Tanaka 回答日時： 2007/12/02 14:19

うーん。

最初の前提が間違っているような気がします。
普通の、ダイオードは、シリコンに燐や硼素を僅かに加えることで、P型半導体やN型半導体を構成します。

発光ダイオードは、N型半導体層とP型半導体層の間のエネルギーギャップで光ります。なぜならば、半導体などの素子では物質の組成が決まりますと、固有のエネルギー・ギャップという量が決まります。

発光ダイオードでは、PN接合層においてこのエネルギーギャップが生じて光るのです。具体的には、P型の半導体層がプラス側のエネルギーを持ち、N型の半導体層がマイナス側のエネルギーを持ちます。この差によって、PN接合層に自由エネルギーが生じます。
E=hλの式によって、λの波長の光が生じるわけです。

よって、P型半導体にしても、N型半導体にしても、この固有のエネルギーギャップを生じるように作れば光るわけです（普通のダイオードも微かに光ります）。

たぶん、NEDOの解説を見たのだと思いますが、子供さん向けに簡単に解説してあるのだと思います。実際には、自由ホールというのは、電子の欠乏層のことです。

この回答への補足

お返事有難う御座います。

＞よって、P型半導体にしても、N型半導体にしても、この固有のエネルギー
＞ギャップを生じるように作れば光るわけです

では、理論的には、
P型半導体にガリウム砒素、N型半導体にまったく異なる化合物を使用しても
発光するのですね？

電子は、シリコンであろうが、ガリウムであろうが、区別しないはずですから、

＞ダイオードは、シリコンに燐や硼素を僅かに加えることで、P型半導体や
＞N型半導体を構成します。
発光ダイオードの場合、シリコンを使用すると、「間接遷移型半導体」となり
光らないらしですね。熱エネルギーに変換するらしいです。

補足日時：2007/12/02 14:40

この回答へのお礼

＞最初の前提が間違っているような気がします。

そのような前提を必ず守らないと、駄目なのでしょうか？

N型半導体の変わりに、銅等の金属を持ってきて、電圧をかけても、光が出ない理由を理論的に知りたいです。

お礼日時：2007/12/02 14:45