光子的发射

能带之间的复合，或自由电子与自由空穴的直接复合是最简单的复合机理。这种型式的复合能引起光子的发射，其能量几乎等于半导体的禁带宽度。这是光子在正常情况下所能够发出的最高能量，虽然它对低能量的发射还没有类似的限制，这也表明半导体发射可见光所需的最小禁带宽度。

电子伏特(1电子伏特=1.602x10-1焦尔)。 如红光波长的界限在760毫微米，相应的禁带宽度则为1.63

当杂质原子被掺入到晶格中时，也能通过禁带中浅或深的电子态而发生复合。这样产生的辐射，其能量小于禁带能量，其优点是这种辐射在通过半导体时不会衰减。例如从磷化镓产生红光发射的情况，即由于锌-氧复合物中的复合所造成的。

在加正向偏压的p-n结中注入的少数载流子，既能在产生辐射的情况下与多数载流子复合，也能在不产生辐射的情况下与多数载流子复合，显然电致发光的效率即由这两种竞争着的机理的比率所决定。影响这种比率的主要因素之一，就是半导体的具体能带结构。“直接跃迁带”结构允许电子和空穴自由复合而无需晶格振动(声子phonons)的参与。“间接跃迁带”结构中则必需有声子参与，而声子使辐射复合的概率减少。因此，一般来说，直接跃迁带半导体的电致发光效率较高。

必须指出:由直接跃迁至间接跃迁是一种渐变的过程。例如:砷化镓是具有1.41电子特伏直接禁带宽度的半导体，它是一种有效的红外辐射电致发光半导体;另方面如磷化镓则有2.25电子伏特的间接禁带宽度。幸而在整个砷/磷范围中的砷化镓和磷化镓均形成固溶体，因而磷-砷化镓的组分可在两者的极限值之间随意调整，而得到任何特定的禁带。含磷多的合金具有间接跃迁禁带。选择GaAso.4o.6组成射。可保持直接跃迁，能产生波长为660毫微米的可见红光辐射。