發光二極管和量子点

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發光二極管和量子点之间的区别

發光二極管 vs. 量子点

光二極體（Light-emitting diode，縮寫为LED）是一種能發光的半導體電子元件，透過三價與五價元素所組成的複合光源。此種電子元件早在1962年出現，早期只能夠發出低光度的紅光，被惠普買下專利後當作指示燈利用。及後發展出其他單色光的版本，時至今日，能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線，光度亦提高到相當高的程度。用途由初時的指示燈及顯示板等；隨著白光發光二極管的出現，近年逐漸發展至被普遍用作照明用途。 發光二極管只能夠往一個方向導通（通電），叫作正向偏置，當電流流過時，電子與電洞在其內复合而發出單色光，這叫電致發光效應，而光線的波長、顏色跟其所採用的半導體物料種類與故意摻入的元素雜質有關。具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等傳統光源不及的優點。白光LED的發光效率近年有所進步；每千流明成本，也因為大量的資金投入使價格下降，但成本仍遠高於其他的傳統照明。雖然如此，近年仍然越來越多被用在照明用途上。 2014年凭借「發明高亮度藍色發光二極體，帶來了節能明亮的白色光源」，天野浩与赤崎勇、中村修二共同获得诺贝尔物理学奖。. 量子点（英语：Quantum Dot）是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。这种约束可以归结于静电势（由外部的电极，掺杂，应变，杂质产生），两种不同半导体材料的界面（例如：在自組量子点中），半导体的表面（例如：半导体纳米晶体），或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中，但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的（1-100个）整数个的电子、電洞或電子電洞对，即其所带的电量是元电荷的整数倍。.

半导体

半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.

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發光二極管

光二極體（Light-emitting diode，縮寫为LED）是一種能發光的半導體電子元件，透過三價與五價元素所組成的複合光源。此種電子元件早在1962年出現，早期只能夠發出低光度的紅光，被惠普買下專利後當作指示燈利用。及後發展出其他單色光的版本，時至今日，能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線，光度亦提高到相當高的程度。用途由初時的指示燈及顯示板等；隨著白光發光二極管的出現，近年逐漸發展至被普遍用作照明用途。 發光二極管只能夠往一個方向導通（通電），叫作正向偏置，當電流流過時，電子與電洞在其內复合而發出單色光，這叫電致發光效應，而光線的波長、顏色跟其所採用的半導體物料種類與故意摻入的元素雜質有關。具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等傳統光源不及的優點。白光LED的發光效率近年有所進步；每千流明成本，也因為大量的資金投入使價格下降，但成本仍遠高於其他的傳統照明。雖然如此，近年仍然越來越多被用在照明用途上。 2014年凭借「發明高亮度藍色發光二極體，帶來了節能明亮的白色光源」，天野浩与赤崎勇、中村修二共同获得诺贝尔物理学奖。.

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白熾燈

--（熾，注音ㄔˋ，拼音chì），俗名鎢絲----，是一種透過通電，利用電阻把幼細絲線（現代通常為鎢絲）加熱至白熾，用來發光的燈。白熾燈燈泡外圍由玻璃製造，把燈絲保持在真空，或低壓的惰性氣體（如卤素灯）之下，作用是防止燈絲在高溫之下氧化。.

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螢光燈

荧光燈（Fluorescent lamp），或稱日光燈、燈管、螢光管、光管，是一種照明裝置，屬於弧光燈的一種。它使用電力在氬或氖氣中激發水銀蒸氣，形成電漿並發出短波紫外線，紫外線被磷質吸收後，磷會發出可見的光以照明，這樣發出可見光的方式屬於螢光。 一般的螢光管以玻璃製造，在兩端裝有插口以連接電源及固定螢光管的位置。 與電燈泡不同，螢光管必須設有镇流器，与启辉器配合产生让气体发生电离的瞬间高压。 為了取代傳統白熾燈，近年來發展出將燈管、镇流器、启辉器結合在一起，配合使用白熾燈燈座的改良型螢光燈泡，稱為省電燈泡、「節能燈」或「慳電膽」，可以在不更換燈具基座的情況下，直接取代白熾燈使用。.

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