ＬＥＤのＰＮ接合部分を真空にしたら発光するでしょうか？

質問

こんにちは
下記ＨＰの「エネルギーが光に変わる！」の図で、この状態では、発光ダイオードから、光が出るだけです。もしもＰとＮ型の接合部分（「ピカッ」の部分）を切り離して、真空状態にした場合、真空中で加速された電子が、ホールに入り、加速された運動エネルギーを持つ電子の光が発生するでしょうか？

http://www.kictec.co.jp/solar/GENRI/Led1.htm

もし電子が真空中を飛び辛いなら、下記の２極真空管や３極真空管のようにして、電子を飛ばせば良いはずです。

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/vacuumtube.htm

回答No.1

inara1 · ベストアンサー

LEDになる半導体に向けて真空中で電子を飛ばすと光ります（電子を飛ばすには真空が必要です）。
ホールというのは固体中にしか存在しないので、ホールを真空中で飛ばすことはできませんが、電子をぶつけると、半導体の中でホールが生成されて（ホールは電子の抜け穴）、それが中の電子と結合することで、電流を流したときと同じ状況になって発光します。そのような現象をカソードルミネッセンス（陰極発光）といいます。昔のTV（ブラウン管）の発光原理がこれです。電子ではなく、光（LED光よりも波長の短い光）を当てても光ります。これをフォトルミネッセンスといいます。フォトルミネッセンスでは真空は必要ありません。

＞加速された運動エネルギーを持つ電子の光が発生するでしょうか？
ぶつけた電子のエネルギーがLED光のエネルギーよりも大きくないと光りませんが、電子のエネルギーと同じ光になるわけではありません。半導体が持っている固有のエネルギー（バンドギャップエネルギー）の光しか出てきません。LEDに電流を流すと光るのは、簡単に言うと、LEDに印加した電圧で加速された電子とホールがpn接合界面が集まってきて、そこで結合するからですが、この電圧を大きくすると電子のホールのエネルギー差が大きくなります（真空中で電子を加速するときに加速電圧を大きくするのと同じ）。でも、電圧を大きくしてもLED光の波長は変わりません。

お礼

間違いました、下記の通り訂正します。

ですが、今回の質問は、
１． Ｎ型半導体へ電子を加速させて入射
２． Ｎ型半導体へ電子が入る
３． 加速された電子のエネルギーを持った光が出るか？
です。よろしくお願い致します。

補足

お返事有り難う御座います。
すいません。質問の仕方が悪かったです。
カソードルミネセンス (Cathodoluminescence, CL) とは、物質に電子線を照射することによって発光させるルミネッセンスのことである。また、ルミネッセンス（luminescence）とは物質が電磁波や熱、摩擦などによりエネルギーを受け取って励起され、その受け取ったエネルギーを特定波長の光として放出する発光現象を指す。

ですが、今回の質問は、このルミネッセンスではなくて、真空中で加速された電子のエネルギーが、そのままホールに、入って光が出るか？知りたいのです。
ルミネッセンスの場合、
１． 物質への電子照射
２． 物質の電子が励起状態になる
３． 物質の電子が基底状態になる
４． （励起状態―基底状態）分のエネルギーの光が出る

ですが、今回の質問は、
１． Ｎ型半導体への電子を加速させて入射
２． Ｎ型半導体への電子が入る
３． 電子の加速エネルギー分の光が出るか？
です。よろしくお願い致します。