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La luminescence dans tous ses états

La luminescence est un des processus d'émission de la lumière. Elle profite à de nombreuses applications, comme les Led, mais aussi à des plantes et animaux qui s'en servent (pour communiquer, se camoufler...).

Page 5 / 8 - Électroluminescence : les Led Sommaire
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Les Led, ces toutes petites lampes, ont envahi notre quotidien : feux de signalisation, feux arrière de véhicules, panneaux de signalisation, lampes de poche, etc. L’acronyme Led signifie Light Emitting Diodes (en français diodes émettrices de lumière ou diodes électroluminescentes).

Feux de signalisation, Led bleues dans une rame du métro parisien, lampe de poche munie de trois Led blanches. © B. Valeur
Feux de signalisation, Led bleues dans une rame du métro parisien, lampe de poche munie de trois Led blanches. © B. Valeur

L’émission de lumière dans une Led est du type électroluminescence : elle est en effet produite par application d’un champ électrique à une association de deux semi-conducteurs. Ceux-ci sont en fait deux variétés différentes d’un même matériau semi-conducteur au départ : une variété de type n (pour négatif, car le semi-conducteur possède un excès d’électrons) et une variété de type p (pour positif, car le semi-conducteur est chargé positivement par un déficit d’électrons). La tension fait migrer les électrons excédentaires vers les « trous », les zones déficitaires en électrons. La recombinaison électron-trou s’accompagne d’une émission de lumière.
 

Principe de fonctionnement d’une diode électroluminescente. © B. Valeur
Principe de fonctionnement d’une diode électroluminescente. © B. Valeur

 
Led. © Tyler Nienhouse License Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic license

La couleur de la lumière émise par une Led dépend de la nature du semi-conducteur. L’attractivité des Led vient de leur faible consommation d’énergie et de leur remarquable longévité (30.000 à 80.000 heures). Ces atouts ont évidemment conduit à la recherche de solutions pour produire de la lumière blanche avec des Led, pour l’éclairage intérieur en particulier. Une des solutions consiste à mettre en œuvre du nitrure d’indium et de gallium (InGaN) dont l’émission de lumière, située dans le bleu (entre 400 et 500 nm), sert à exciter une couche d’un luminophore choisi pour son émission dans un large domaine de longueur d’onde centré vers 550 nm (jaune-vert). Ainsi, les radiations lumineuses émises par le semi-conducteur et le luminophore couvrent l’ensemble du spectre visible, ce qui produit une impression de lumière blanche.

Les performances des Led progressent chaque année et nul doute qu’elles ont un bel avenir devant elles.

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