Wie entstehen die p- und die n-Schicht bei einem LED?

Die P- und N-Schichten in einer LED (Licht emittierende Diode) entstehen durch einen Prozess, der als Dotierung bezeichnet wird. Hier ist eine vereinfachte Erklärung des Prozesses:

1. **Grundmaterial**: LEDs bestehen aus Halbleitermaterialien, typischerweise Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN) oder ähnliche Verbindungen.

2. **Dotierung**:
- **N-Schicht**: Diese Schicht wird durch das Einbringen von Elektronendonatoren (meistens Elemente der Gruppe V des Periodensystems wie Phosphor oder Arsen) in das Halbleitermaterial erzeugt. Diese Dotierung erhöht die Anzahl der freien Elektronen im Material, wodurch es eine negative Ladungsträgerkonzentration (N-Typ) erhält.
- **P-Schicht**: Diese Schicht wird durch das Einbringen von Elektronenakzeptoren (meistens Elemente der Gruppe III des Periodensystems wie Bor oder Aluminium) in das Halbleitermaterial erzeugt. Diese Dotierung erhöht die Anzahl der Löcher (fehlende Elektronen) im Material, wodurch es eine positive Ladungsträgerkonzentration (P-Typ) erhält.

3. **P-N-Übergang**: Wenn die P- und N-dotierten Schichten zusammengebracht werden, entsteht ein P-N-Übergang. An dieser Grenzfläche rekombinieren die Elektronen aus der N-Schicht mit den Löchern aus der P-Schicht, was zur Emission von Licht führt, wenn die LED in Betrieb ist.

Dieser Prozess der Dotierung und die Bildung des P-N-Übergangs sind entscheidend für die Funktion einer LED und ermöglichen die Umwandlung von elektrischem Strom in Licht.