Ensayo sobre el LED

Historia del LED

El estudio de los semiconductores ha permitido un gran avance en la tecnología desde los diodos pasando por los transistores hasta los circuitos integrados, este trabajo se centrará en los diodos emisores de luz (LED por sus siglas en ingles). Este es un dispositivo capas de emitir radiación electromagnética cuando se le hace circular una corriente, a esto se le conoce como efecto de electroluminiscencia efecto descubierto por Henry en 1907. El primer led fue desarrollado por Oleg Lósev en 1927 quien fabrico un diodo cristalino hecho con óxido de zinc y carburo de silicio (PRIMERA REFERENCIA) el cual no emitía en el visible. El primer LED que emitía en el visible (LED rojo) fue desarrollado por General Electric en 1962, después de esto se empezaron a desarrollar LEDs desde el rojo hasta el verde, pero no se podía hacer un LED que emita en el azul el cual era necesario para poder tener LEDs de luz blanca los cuales reemplazarían a las lámparas incandescentes y fluorescentes que no eran tan eficientes como los ED. No fue hasta 1994 que se consiguió un LED que emita en el azul, esto le otorgó el Premio Novel de Física a Akasaki Hiroshi y Shuju Nakamura en 2014. La importancia de la invención del LED azul es que era el último que faltaba para poder producir luz blanca y por ende usar los LED para la iluminación ya que estos gastan mucha menos energía que las lámparas incandescentes y fluorescentes además de que su tiempo de vida útil también es superior.

Funcionamiento de un LED

Los LEDs son una unión de dos semiconductores uno tipo P y uno tipo N. El semiconductor tipo P es al que se le ha incorporado impurezas (átomos) con menor cantidad de electrones en la capa de valencia que el semiconductor lo cual hace que haya una deficiencia de cargas negativas en el material y el tipo N es al que se le ha incorporado impurezas con mayor cantidad de electrones de valencia que el semiconductor por lo cual tendrá un exceso de cargas negativas. Cuando se hace una unión de estos semiconductores en esta unión se forma una barrera de potencial por la interacción de las cargas de los materiales. Para un LED los niveles de energía de los portadores de carga del semiconductor P son menores que los de los portadores de carga el tipo N por lo cual al pasar electrones del N al P estos tendrán un exceso de energía el cual se liberara en corma de fotones cuya energía depende de la energía de barrera.

Led azul

La dificultad con la que se toparon al momento de conseguir el LED que emita en el azul fue debido a que la luz que se emite depende de la energía de barrera y para el azul se necesita una energía de aproximadamente $3eV$ mientras que la del rojo es de $2eV$. Esta energía de barrera se consiguió con ZnSe y SiC pero no eran muy eficientes, se consiguió un diodo eficiente fabricado con Nitruro de Galio, el cual fue dopado con magnesio para hacer el semiconductor tipo p y con silicio para el semiconductor tipo N.

...