Comment une LED émet-elle différentes couleurs ?
Les bases
* LED =Diode électroluminescente : Une LED est un dispositif semi-conducteur qui émet de la lumière lorsqu’un courant électrique la traverse.
* Énergie et lumière : La couleur de la lumière émise par une LED dépend de la différence d'énergie entre les niveaux d'énergie des électrons dans le matériau semi-conducteur.
Comment ça marche
1. Matériau semi-conducteur : Les LED sont fabriquées à partir de différents matériaux semi-conducteurs (comme l'arséniure de gallium, le phosphure de gallium ou des combinaisons) qui ont des bandes interdites d'énergie différentes. Cette bande interdite dicte l’énergie nécessaire pour exciter un électron et le faire émettre de la lumière.
2. Excitation électronique : Lorsqu'un courant électrique traverse la LED, les électrons sont excités à des niveaux d'énergie plus élevés dans le matériau semi-conducteur.
3. Émission de photons : Lorsque les électrons excités retombent à leur niveau d’énergie inférieur, ils libèrent l’excès d’énergie sous la forme d’un photon (une particule de lumière).
4. Détermination des couleurs : L'énergie du photon émis correspond à une longueur d'onde spécifique de la lumière, que nous percevons comme une couleur.
Exemple :
* Une LED rouge utilise un matériau avec une bande interdite spécifique qui permet aux électrons de libérer des photons d'une longueur d'onde correspondant à la lumière rouge.
* Une LED bleue utilise un matériau différent avec une bande interdite plus grande, ce qui entraîne des photons avec une longueur d'onde plus courte et une énergie plus élevée, conduisant à une émission de lumière bleue.
Créer différentes couleurs
* Différents matériaux : Comme mentionné précédemment, différents matériaux semi-conducteurs produisent des couleurs différentes.
* Phosphores : De nombreuses LED, en particulier les LED blanches, utilisent une technique appelée « conversion du phosphore ». Une LED bleue est combinée à un matériau phosphoreux qui absorbe la lumière bleue et émet un spectre de lumière plus large, ce qui entraîne la perception de la lumière blanche.
* Combinaisons : Certaines LED sont conçues avec plusieurs couches semi-conductrices qui émettent différentes couleurs, qui sont ensuite combinées pour créer des variations de couleurs supplémentaires.
En résumé
La couleur d'une LED est déterminée par le matériau semi-conducteur utilisé, qui dicte les niveaux d'énergie des électrons et la longueur d'onde de la lumière émise. En manipulant la composition des matériaux, les revêtements de phosphore ou en superposant différents matériaux, les fabricants créent une large gamme de couleurs de LED.