発光ダイオードとルミネッセンス測定

質問

橙、黄緑、青と発光強度を測定して、黄緑の発光強度が低くなったのですが、発光強度はエネルギーギャップには関係ないのでしょうか？また発光強度は何に関係して大きくなるのか回答もしくはヒントをください。

回答No.2

k-kirin

応用化学科で無機蛍光体の研究をしている者です。
発光ダイオードは触ったわけではないので、一般論になってしまいますが・・・。

No.1の方の言うとおり単位によって変わってきてしまうのですが、
とりあえず、今は『発光強度とは蛍光光度計がはじき出した数値』と仮定してみます
（もしも輝度[単位Cdなど]なら分光視感効率が関わってくるので別の話もかかわってきます）。

この場合の発光強度は、蛍光光度計の検知部分が光を受け取ったときの電流（電圧だったかも？）を測定して得られた結果になるので、
これはどれだけ効率的に励起状態から基底状態に戻れるか（つまり遷移確率、エネルギー効率）が関係すると思います。
また、発光する物質に大量のエネルギーを与えれば、その分だけ蛍光強度は増します。
他にも、測定する範囲を広く取れば取るほど蛍光強度は強くなるでしょう。
一方、お話に出ているエネルギーギャップは、発光する色に影響を与えると思います。
　（hν＝E_e - E_g E_e：励起状態のエネルギー　E_g：基底状態のエネルギー　ν：光の周波数　h = 6.626E-34）

あまり参考にはならないかもしれませんが・・・。

お礼

回答ありがとうございました♪

実験器具のレンジから出した発光強度の単位は[ｍＶ／ｃｍ]となり
スペクトル図から発光ピーク時の発光強度を比べてみました。
発光強度の単位に関しては実験書にも書いておらず先生からも発光強度の単位は書かなくていいよの一点ばりで単位はこれであっているかは自信ないのですが(;^_^A アセアセ・・・
いろいろな参考書をあさった結果黄緑の発光ダイオードには間接半導体があり、直接半導体と比べて間接半導体は発光強度が低いとのことがあり、なぜ間接半導体であると発光強度が低いのかまではわかりませんでしたが考察としてこれを書きました。

回答No.1

Massy57

難しいご質問ですね。
橙→InGaAlPかな　明るいよね
黄緑→GaPかな　暗いよね
青→GaNだよね　めちゃくちゃ明るいはず

エネルギーギャップ、材料のバンドギャップをいわれているのかな。
バンドギャップは発光波長に関係します　式忘れました。
もちろんバンドギャップが大きいほど波長は短くなります。

発光強度はなにによるのか、うーんそもそも発光強度とはなにをさされているのでしょう。ルーメンス？　カンデラ？　ｍW？。
発光強度は通常ながす電流に比例します、ながせる電流は、LEDの材料、素子の大きさ（要は単位面積あたりの許容電流が材料によって定まる）またランプの形状（LEDは発熱によって死ぬのでいかに放熱するかが流せる電流の上限を定める）等によって定まりますので、それらが強度を決めるといえるのでは。

ご質問からはこの程度しかお答えできないようです。
緑でもGaNのLEDなどは自分的には異常に明るいと思うのですが。

お礼

回答ありがとうございました♪

発光強度の単位についてですがＮｏ．２に書いたとおりと略させていただきます(_ _(--;(_ _(--; ペコペコ
そして半導体材料も何を使っているかも指定されておらず予想でしかいえないのですが、実験書の半導体紹介から黄緑はＧａＰ、青色はＧａＮだと思われます。橙に関してはのっておらずどの半導体か予想できない状態です。