রসায়ন
যখন LED প্রথম বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ হয়েছিল, 40 বছরেরও বেশি আগে, কেউ এটি কীভাবে তৈরি হয়েছিল বা এতে রাসায়নিকভাবে কী ছিল সেদিকে কেউই খুব বেশি মনোযোগ দেয়নি। এটি আংশিক কারণ ছিল যে শুধুমাত্র কয়েকটি মৌলিক প্রকার এবং রঙ উপলব্ধ ছিল (যেমন GaP - লাল এবং সবুজ, এবং GaAsP - হলুদ)। আজ, নতুন রং, বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য, এবং কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য, অনেক নতুন ধরনের রাসায়নিক কাঠামো তৈরি করা হচ্ছে। এই কারণে, LEDs কে আর তাদের রঙ দ্বারা কঠোরভাবে উল্লেখ করা হয় না বরং তাদের রাসায়নিক নাম যেমন InGaAlP বা GaAlAs দ্বারাও উল্লেখ করা হয়। ব্যবহারকারী যদি LED প্রযুক্তির সাথে পরিচিত না হন বা রসায়ন এবং উপকরণে ডিগ্রি না রাখেন, তাহলে অক্ষরের এই হোজপজটি খুব বিভ্রান্তিকর হতে পারে। এই বিভ্রান্তির কিছু উপশম করতে সাহায্য করার জন্য নিম্নলিখিত তথ্য প্রদান করা হয়েছে।
গ্যালিয়াম
প্রায় সব সেমিকন্ডাক্টর LED ডিভাইস তৈরিতে ব্যবহৃত প্রথম এবং প্রাথমিক উপাদান হল গ্যালিয়াম। গ্যালিয়াম হল একটি ধাতব উপাদান যা কয়লা, বক্সাইট এবং অন্যান্য খনিজ পদার্থের ট্রেস উপাদান হিসাবে পাওয়া যায়। গ্যালিয়ামের প্রতীক হল "গা" - (পারমাণবিক সংখ্যা 31)। প্রায় 4000 ডিগ্রি ফারেনহাইট তাপমাত্রায় একটি অত্যন্ত বিষাক্ত ধূসর ধাতব উপাদান আর্সেনিক “As” (পারমাণবিক সংখ্যা 33) এর সাথে মিলিত হলে যৌগ গ্যালিয়াম আর্সেনাইড “GaAs” গঠিত হয়। এই গাঢ় ধূসর স্ফটিক যৌগটি প্রায় 40 বছর আগে উত্পাদিত মূল অর্ধপরিবাহী এলইডিগুলির ভিত্তি। যখন এই উপাদানটিতে বর্তমান/শক্তি প্রয়োগ করা হয়, তখন ফোটন বা আলোর কণা নির্গত হয়। GaAs নিজেই ইনফ্রারেড পরিসরে আলো নির্গত করে যা মানুষের চোখে দেখা যায় না, তবে, যদি অন্য একটি উপাদান, ফসফরাস (একটি অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল সাদা বা হলুদ, অধাতু উপাদান, ফসফেটে প্রাকৃতিকভাবে ঘটে থাকে, পারমাণবিক সংখ্যা 15 এবং প্রতীক " P") চালু করা হয়, গ্যালিয়াম আরসেনাইড ফসফাইড "GaAsP" এর একটি মিশ্র স্ফটিক গঠিত হয়। ফসফরাসের আনুপাতিক পরিমাণের উপর নির্ভর করে, লাল থেকে হলুদ পর্যন্ত দৃশ্যমান পরিসরে আলো অর্জিত হয়।
উপরে বর্ণিত GaAsP ছাড়াও, গ্যালিয়াম পসফাইড "GaP" উপাদানের সমন্বয় তৈরি করা হয়েছিল। এই স্ফটিক যৌগটিকে সঠিকভাবে ডোপ করার মাধ্যমে, বিভিন্ন রঙ পাওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, জিঙ্ক-অক্সিজেনকে GaP-এ যোগ করে লাল রঙ পাওয়া যায়। নাইট্রোজেন যোগ করে সবুজ আলো পাওয়া যায়। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে প্রায় সমস্ত সেমিকন্ডাক্টর এলইডি ডাই উপাদানগুলিতে, দস্তা, নাইট্রোজেন, বেরিলিয়াম ইত্যাদির মতো যোগ করা উপাদানগুলি সাধারণত সাধারণ উপাদান কাঠামোর সংক্ষিপ্ত বিবরণে নির্দিষ্ট করা হয় না। উপরে উল্লিখিত সমস্ত উপকরণ যদিও অনেক বছর আগে বিকশিত হয়েছিল, এখনও ব্যাপকভাবে উপলব্ধ এবং আজ ব্যবহার করা হচ্ছে। (1 নং টেবিল)
অ্যালুমিনিয়াম
1970 এর দশকের শেষের দিকে, এটি আবিষ্কৃত হয়েছিল যে GaAs যৌগে অ্যালুমিনিয়াম "আল" (পারমাণবিক সংখ্যা 13, এবং পৃথিবীর ভূত্বকের সবচেয়ে প্রচুর পরিমাণে ধাতব উপাদান) যোগ করে, একটি লাল রঙ তৈরি করা যেতে পারে যার উজ্জ্বলতা এবং দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। বিদ্যমান পণ্য। এইভাবে, গ্যালিয়াম অ্যালুমিনিয়াম আর্সেনাইড "GaAlAs" গঠিত হয়েছিল। যদিও গ্যালিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম এবং আর্সেনিকের সংমিশ্রণ প্রায় 30 বছর ধরে রয়েছে, মৌলিক কনফিগারেশনের প্রকৃত বিন্যাস পরিবর্তিত হয়। কিছু নির্মাতারা যৌগটিকে AlGaAs হিসাবে চিত্রিত করে যখন অন্যরা এটিকে GaAlAs বলে। মূলত, অনেকেই ভেবেছিলেন যে প্রথমে মনোনীত উপাদানটি পরবর্তী উপাদানগুলির চেয়ে বেশি পরিমাণে পাওয়া গেছে। যদি GaAlAs উপাধি হয়, তাহলে Ga (গ্যালিয়াম) ছিল যৌগের প্রাথমিক উপাদান। আল (অ্যালুমিনিয়াম) হবে দ্বিতীয় এবং As (আর্সেনাইড) হবে তৃতীয়। এটি অনেক ব্যবহারকারীকে বিশ্বাস করতে বাধ্য করেছিল যে যদি উপাদানের ক্রম ভিন্ন হয় তবে প্রতিটি যৌগ উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা ছিল। এটি একটি ভুল অনুমান। যৌগটিতে প্রতিটি উপাদান যে ক্রমানুসারে স্থাপন করা হয় তা মানক রাসায়নিক ক্রম অনুসরণ করে না এবং সঠিক রাসায়নিক গঠন নির্দিষ্ট না হওয়ায় এটি করার প্রয়োজন হয় না। GaAlAs শুধুমাত্র "প্রাথমিক" উপাদান যৌগ ব্যবহার করা হয়. অন্যান্য সমস্ত অতিরিক্ত উপাদান বা ডোপ্যান্ট যেমন জিঙ্ক বা নাইট্রোজেন এবং তাদের সঠিক রচনাগুলি তালিকাভুক্ত নয়। মূলত, GaAlAs এবং AlGaAs-এর মধ্যে একমাত্র পার্থক্য হল আদ্যক্ষর লেখার পদ্ধতিতে।
সম্প্রতি, ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম অ্যালুমিনিয়াম ফসফাইড "InGaAlP"-এর মতো অনেক নতুন যৌগের প্রবর্তনের ফলে অক্ষর এবং উপাদানের ধরনের এই মিশ-ম্যাশ আরও জটিল হয়েছে৷ ইন্ডিয়াম "ইন" (একটি নরম নমনীয় রূপালী সাদা ধাতব যৌগ যা প্রাথমিকভাবে জিঙ্ক এবং টিনের আকরিকের মধ্যে পাওয়া যায় যার পারমাণবিক সংখ্যা 49) যোগ করার সাথে সাথে এটি পাওয়া গেছে যে শুধুমাত্র এলইডিগুলির উজ্জ্বলতা এবং কার্যকারিতা উন্নত হবে না, তবে প্রকৃত জীবনকাল উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে। GaAlAs এর মতো বর্তমান উপকরণের তুলনায় বৃদ্ধি পেয়েছে। তদ্ব্যতীত, সঠিক ডোপিংয়ের সাথে, বিভিন্ন ধরণের রঙ এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য উত্পাদিত হতে পারে। গ্যালিয়াম অ্যালুমিনিয়াম আর্সেনাইডের মতো, ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম অ্যালুমিনিয়াম ফসফাইডের সংক্ষিপ্ত রূপটি বিভিন্ন উপায়ে প্রকাশ করা যেতে পারে। সবচেয়ে সাধারণ দুটি হল InGaAlP এবং AlInGaP। উভয় ফর্ম রাসায়নিকভাবে একই উপাদান।
গ্রুপ III এবং গ্রুপ V উপাদান
উপাদান যেমন (আল, গা, এবং ইন) গ্রুপ "III" উপাদান বলা হয় যখন (P, As, এবং N) গ্রুপ "V" উপাদান। হালকা নির্গত সেমিকন্ডাক্টর পণ্যকে সাধারণত পর্যায় সারণি থেকে প্রাপ্ত "III-V" উপাদান হিসাবে উল্লেখ করা হয়। অন্যান্য যৌগ যেমন সিলিকন কার্বাইড "SiC" যা সিলিকনকে একত্রিত করে (একটি অধাতু উপাদান যা সিলিকায় পৃথিবীর ভূত্বকে ব্যাপকভাবে উপস্থিত হয় এবং পারমাণবিক সংখ্যা 14 সহ কাচ, অর্ধপরিবাহী যন্ত্র, মৃৎপাত্র ইত্যাদি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়) এবং কার্বন (একটি প্রাকৃতিকভাবে) পরমাণু সংখ্যা 6 সহ সমস্ত জৈব বা জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে প্রচুর পরিমাণে অধাতু উপাদান রয়েছে) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড "GaN" নীল এবং সবুজ LED তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। এই যৌগগুলির সংক্ষিপ্ত রূপটি সাধারণত শিল্প জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যদিও এটি যে কোনও সময় স্থানান্তরিত হতে পারে। একবার একটি রাসায়নিক যৌগ প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে, সেই পদার্থটি বর্ণনাকারী সংক্ষিপ্ত রূপটি প্রস্তুতকারক বা বিকাশকারীর ইচ্ছার জন্য খুব বিষয়ভিত্তিক হতে পারে। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে একটি যৌগকে একই রাসায়নিক সংমিশ্রণ সহ অন্য যৌগ থেকে উচ্চতর বা নিকৃষ্ট হিসাবে ভুল ধারণা করা উচিত নয়, তবে একটি ভিন্ন রাসায়নিক ক্রম।
