Diode électroluminescente (LED)
Les diodes électroluminescentes (LED) appartiennent à la quatrième génération (la plus récente) de sources de lumière artificielle utilisées par l'homme dans ce que l'on appelle l'éclairage à l'état solide (SSL). Les 3 premières générations sont : les sources à combustion (I), les lampes à incandescence (II) et les lampes à décharge (III).
Une diode électroluminescente, également connue sous le nom de diode électroluminescente (LED), est l'un des dispositifs optoélectroniques à semi-conducteurs qui convertissent l'énergie électrique en énergie de rayonnement électromagnétique. Les LED sont généralement fabriquées sous forme de composés d'éléments des groupes III et V du tableau périodique. En pratique, on utilise aussi bien des composés binaires que des composés à plusieurs composants, et la composition est choisie de manière à ce que la structure semi-conductrice obtenue au cours du processus technologique permette l'émission de lumière dans un domaine spectral donné.
Les LED les moins complexes sont réalisées sous la forme de simples jonctions p-n semi-conductrices qui, lorsqu'elles sont polarisées par une tension suffisamment élevée dans le sens de la conduction, émettent un rayonnement électromagnétique dans le domaine de la lumière visible et infrarouge. La longueur d'onde du rayonnement émis par les LED, et donc sa couleur, dépend du matériau semi-conducteur dont elles sont constituées.
Le principe de fonctionnement de la LED est basé sur le phénomène de l'électroluminescence, qui est la génération de lumière sous l'influence d'un champ électrique. L'électroluminescence résulte de la recombinaison des trous et des électrons dans la zone de la jonction p-n. Le passage des électrons d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau inférieur s'accompagne d'une libération d'énergie sous forme de chaleur (recombinaison non radiative) ou de lumière (recombinaison radiative). La recombinaison non radiative se produit dans les semi-conducteurs présentant un écart énergétique oblique, par exemple dans le Si ou le Ge. La recombinaison radiative est caractéristique des semi-conducteurs dont le gap d'énergie est droit. Ce type de recombinaison, au cours duquel de l'énergie est libérée sous forme de quanta de rayonnement - les photons - se produit dans des matériaux tels que le GaAs, l'InAs, l'InP, l'InSb, par exemple.