Světelná dioda
Světelné diody (LED) patří ke 4. (nejnovější) generaci umělých světelných zdrojů, které člověk používá v osvětlení, tzv. polovodičovému osvětlení (SSL). První tři generace jsou: zdroje využívající spalovací proces (I), žárovky (II) a výbojky (III).
Světelná dioda, známá také jako LED (light-emitting diode), je jedním z polovodičových optoelektronických zařízení, která přeměňují elektrickou energii na energii elektromagnetického záření. LED diody se obvykle vyrábějí jako sloučeniny prvků III. a V. skupiny periodické tabulky. V praxi se používají dvousložkové i vícesložkové sloučeniny, jejichž složení se volí tak, aby polovodičová struktura získaná v technologickém procesu umožňovala vyzařování světla v daném spektrálním rozsahu.
Nejsložitější LED diody jsou realizovány v podobě běžných polovodičových p-n přechodů, které při polarizaci dostatečně velkým napětím ve směru vedení vyzařují elektromagnetické záření ve viditelném a infračerveném oboru. Vlnová délka záření vyzařovaného diodami LED, a tedy i jeho barva, závisí na polovodičovém materiálu, z něhož jsou vyrobeny.
Princip činnosti LED je založen na jevu elektroluminiscence, který spočívá v produkci světla pod vlivem elektrického pole. Elektroluminiscence vzniká v důsledku rekombinace děr a elektronů v oblasti p-n přechodu. Přechod elektronů z vyšší energetické hladiny na nižší je doprovázen uvolněním energie ve formě tepla (nezářivá rekombinace) nebo světla (zářivá rekombinace). V polovodičích se šikmou energetickou mezerou, jako je Si nebo Ge, dochází k nezářivé rekombinaci. Radiační rekombinace je charakteristická pro polovodiče s přímou energetickou mezerou. K tomuto typu rekombinace, při níž se uvolňuje energie ve formě kvant záření - fotonů, dochází například v materiálech jako GaAs, InAs, InP, InSb.