Elektroluminesenssi

Elektroluminesenssi on ilmiö, jossa materiaali säteilee valoa sähkövirran vaikutuksesta. Kun elektroneja ja aukkoja syötetään materiaaliin, niiden rekombinaatio voi vapauttaa fotoneja. Prosessi eroaa esimerkiksi fotoluminesenssista, jossa valon avulla saadaan aikaan emissio, ja sen keskeinen tekijä on sähköinen energian rekombinaatio puolijohdemateriaalin sisällä.

Sähköllä indusoitu valon emittointi tapahtuu tyypillisesti puolijohdemateriaalien, kuten pn- tai diodijunctionien, kautta. Emissio on radiatiivista, kun rekombinaatio johtaa fotonin syntyyn. Väri tai spektri määräytyy materiaalin energiavälin (bandgap) mukaan: suurempi bandgap antaa korkeamman energian fotoneita ja tyypillisesti lyhyemmän aallonpituuden.

Materiaalit ja laitteet

Elektroninen valonlähde voi olla sekä inorganinen että orgaaninen. Inorganiset esimerkit sisältävät GaN- ja GaAs-pohjaiset ledit sekä klassisempia elektro-luminesenssiaiheisia fosforimalleja kuten ZnS:Mn. Orgaaniset mahdollistavat OLED-tyyppiset näytöt ja valaistuslaitteet. Kvanttipisteet ovat myös tutkimuksen kohteena, koska niiden emissio voidaan räätälöidä koosta riippuen.

Käyttökohteet

Elektroluminesenssiä hyödynnetään laajasti stojeroitujen led-valaistusratkaisujen, LED-näyttöjen, OLED-näyttöjen sekä erilaisissa elektiroe- ratkaisuissa kuten indikaattoreissa ja taustavaloissa. Tekniikan kehitys on parantanut värintoistoa, hyötysuhdetta ja elinikää, mikä on edistänyt valaistus- ja näyttöteknologioita.

Historia ja kehitys

Elektroluminesenssin ensimmäisiä havaintoja tehtiin 1907, jolloin H. J. Round havaitsi valon emissionin silikonikarbidistä. Käytännön LED-teknologian kehitys eteni 1960-luvulla, ja siitä lähtien elektroluminesenssi on muodostanut perustan moderneille valaistus- ja näyttöratkaisuille.