LED如何发光？

　　LED的全称为发光二极管，又可以简称为节能灯。LED的高效、节能和廉价等因素，使之很快的取代了之前的白炽灯，现在的市场上已经很难在看到以前的白炽灯了，LED的家用化和商用化越来越普遍。对于这样一种神奇的照亮地球的节能灯，它是如何发光的？它可以发出哪些光呢？

　　事实上，LED的核心器件就是我们平常所听说的半导体。

LED的构造

　　半导体的分类

　　了解完LED的构造之后，我们就来着重介绍LED的核心部分——半导体。半导体，顾名思义就是一半导电，另一半不导电，但是这样说不是很恰当，可以理解为其导电性是介于导体和绝缘体之间的。此外，半导体可以分为P型和N型半导体，P型和N型半导体的区别在于它们所掺杂的成分是不同的。半导体中包含少子“空穴”（空穴实际不存在，只是一种虚粒子，带正电性）和多子“电子（带负电性）”。一般而言，P型半导体中所含的少子“空穴”相对于多子电子要多一些，而N型半导体中多子电子相对于少子“空穴”要多一些。

　　LED为什么能发光

　　当我们在两块半导体上加上电压之后，其中一块半导体中的电子在电场的作用下跑了出来，另一块半导体中的空穴也在电场的作用下跑了出来，当空穴和电子在两块半导体的空隙之间相遇的时候，就会产生“电子——空穴对”的湮灭现象，即“电子—空穴对”消失。按照能量守恒和动量守恒定律转化成为了光子对，并且可能同时还有其他形式的能量释放出来（比如热能）。我们之所以能看到LED在加上一定的电压之后就能发光，就是因为半导体中的“电子—空穴对”的湮灭效应。

　　LED可以发几种光

　　半导体是具有能带结构的，不同的半导体所具有的能带结构是不一样的。理论上，我们总可以找到一些比较理想的材料，使LED能够发出不同颜色的光，但是实际上，限于材料等原因，我们只能让LED发出有限种颜色的光。2015年的诺贝尔奖颁发给了日本的中村修二等人，以表彰他们在高效蓝色LED方面所做的杰出贡献，可见，使蓝色LED发光已经足够困难，这是因为能发出蓝色LED光的半导体的材料很难被合成。

　　随着物理学以及相应学科的高速发展，越来越高效、廉价、节能的多色的LED将会得到有效的开发。