Kjemi
Da LED-en først ble kommersielt tilgjengelig, for over 40 år siden, var det ingen som virkelig la særlig vekt på hvordan den ble laget eller hva den bestod av kjemisk. Dette var delvis på grunn av det faktum at bare noen få grunnleggende typer og farger var tilgjengelige (som GaP – rød og grønn, og GaAsP – gul). I dag, for å oppnå nye farger, eller bølgelengder, og forbedre ytelsen og påliteligheten, er det mange nye typer kjemiske strukturer som skapes. På grunn av dette refereres ikke lenger LED-er strengt til deres farge, men også av deres kjemiske navn, for eksempel InGaAlP eller GaAlAs. Hvis brukeren ikke er kjent med LED-teknologi eller ikke har en grad i kjemi og materialer, kan denne mengden av bokstaver være veldig forvirrende. Følgende informasjon er gitt for å lindre noe av denne forvirringen.
Gallium
Det første og primære elementet som brukes i produksjonen av nesten alle halvleder LED-enheter er gallium. Gallium er et metallisk materiale som finnes som sporstoff i kull, bauxitt og andre mineraler. Symbolet for gallium er "Ga" - (atomnummer 31). Når det kombineres med arsen "As" (atomnummer 33), et svært giftig grått metallisk element, ved temperaturer på rundt 4000 grader Fahrenheit, dannes sammensetningen galliumarsenid "GaAs". Denne mørkegrå krystallinske forbindelsen er grunnlaget for de originale halvleder-LEDene produsert for nesten 40 år siden. Når strøm/energi tilføres dette materialet, sendes det ut fotoner eller lyspartikler. GaAs i seg selv sender ut lys i det infrarøde området som ikke er synlig for det menneskelige øyet, men hvis et annet grunnstoff, fosfor (et svært reaktivt hvitt eller gult, ikke-metallisk grunnstoff, som forekommer naturlig i fosfater, med atomnummer 15 og symbol " P") innføres, dannes en blandet krystall av galliumarenidfosfid "GaAsP". Avhengig av proporsjonal mengde fosfor oppnås lys i det synlige området fra rødt til gult.
I tillegg til GaAsP beskrevet ovenfor, ble materialkombinasjonen galliumposphid "GaP" utviklet. Ved riktig doping av denne krystallforbindelsen kan forskjellige farger oppnås. For eksempel, ved å tilsette sink-oksygen til GaP, oppnås fargen rød. Ved å tilføre nitrogen oppnås grønt lys. Det er viktig å merke seg at i nesten alle halvledere LED-dysematerialer er de tilsatte elementene som sink, nitrogen, beryllium etc. vanligvis ikke spesifisert i det generelle materialstrukturakronymet. Alle materialene nevnt ovenfor, selv om de ble utviklet for mange år siden, er fortsatt allment tilgjengelige og i bruk i dag. (Tabell. 1)
Aluminium
På slutten av 1970-tallet ble det oppdaget at ved å tilsette aluminium "Al" (atomnummer 13, og det mest tallrike metalliske elementet i jordskorpen) til GaAs-forbindelsen, kunne en rød farge produseres med en lysstyrke og effektivitet som ble betydelig økt over eksisterende produkt. Dermed ble galliumaluminiumarsenid "GaAlAs" dannet. Selv om kombinasjonen av gallium, aluminium og arsen har eksistert i omtrent 30 år, varierer det faktiske formatet for den elementære konfigurasjonen. Noen produsenter viser forbindelsen som AlGaAs mens andre kaller den GaAlAs. Opprinnelig trodde mange at materialet som ble utpekt først, ble funnet i større mengder enn de etterfølgende elementene. Hvis GaAlAs var betegnelsen, så var Ga (gallium) det primære elementet i forbindelsen. Al (aluminium) blir nummer to og As (arsenid) blir tredje. Dette fikk mange brukere til å tro at hvis elementrekkefølgen var forskjellig, var hver av forbindelsene betydelig forskjellig. Dette er en feil antagelse. Rekkefølgen hvert element er plassert i forbindelsen følger ikke standard kjemiske sekvenser, og det er heller ikke nødvendig å gjøre det siden den nøyaktige kjemiske strukturen ikke er spesifisert. GaAlAs er bare de "primære" elementene som brukes i forbindelsen. Alle andre tilleggselementer eller tilsetningsstoffer som sink eller nitrogen og deres nøyaktige sammensetning er ikke oppført. I hovedsak er den eneste forskjellen mellom GaAlAs og AlGaAs i måten akronymet er skrevet på.
Nylig har denne blandingen av bokstaver og materialtyper blitt enda mer komplisert ved introduksjonen av mange nye forbindelser som indiumgalliumaluminiumfosfid "InGaAlP." Med tilsetningen av indium "In" (en myk formbar sølvhvit metallforbindelse som hovedsakelig finnes i sink- og tinnmalm med atomnummer 49) ble det funnet at ikke bare ville lysdiodenes lysstyrke og effektivitet bli forbedret, men den faktiske levetiden ville bli betydelig økt i forhold til nåværende materialer som GaAlAs. Videre, med riktig doping, kan et bredt utvalg av farger og bølgelengder produseres. I likhet med galliumaluminiumarsenid kan akronymet for indiumgalliumaluminiumfosfid uttrykkes på en rekke måter. De to vanligste er InGaAlP og AlInGaP. Begge former er kjemisk det samme materialet.
Gruppe III og gruppe V elementer
Elementer som (Al, Ga og In) kalles gruppe "III" elementer mens (P, As og N) er gruppe "V" elementer. Lysemitterende halvlederprodukt blir vanligvis referert til som "III-V" materiale avledet fra det periodiske systemet. Andre forbindelser som silisiumkarbid "SiC" som kombinerer silisium (et ikke-metallisk grunnstoff som forekommer mye i jordskorpen i silika og brukes til fremstilling av glass, halvlederenheter, keramikk etc. med atomnummer 14) og karbon (et naturlig rikelig med ikke-metallisk grunnstoff som forekommer i alle organiske eller levende organismer med atomnummer 6) og galliumnitrid "GaN" brukes til fremstilling av blå og grønne lysdioder. Akronymet for disse forbindelsene er generelt konsistent i hele industrien, selv om det kan overføres når som helst. Når en kjemisk forbindelse er etablert, kan akronymet som beskriver det stoffet være veldig subjektivt til produsentens eller utviklerens innfall. Det er viktig å merke seg at en forbindelse ikke skal misforstås som å være overlegen eller dårligere enn en annen forbindelse med samme kjemiske sammensetning, men en annen kjemisk rekkefølge.
