3.2014年诺贝尔物理学奖得主的贡献是发明了一种高效而环保的光源--蓝色发光二极管(LED).某同学对此非常感兴趣,请你帮助某同学完成资料收集的工作.
(一)LED研究起始于对碳化硅晶体的研究.1907年,英国科学家Henry Joseph Round发现在施加电流时能够在碳化硅晶体中发现发光现象.
(1)碳化硅晶体属于原子晶体.
(2)碳化硅的晶胞结构与金刚石的相似,在碳化硅晶体中,碳原子所连接最小的环由3个碳原子和3个硅原子组成,每个碳原子连接12个这样的环.
(3)碳化硅中,碳原子采取sp3杂化方式,与周围的硅原子形成的键角为109°28’.
(4)请结合原子结构的知识解释发光的原因:电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量.
(二)准现代LED.1962年,GE公司使用磷砷化镓(GaAsxP1-x)材料制成了红色发光二极管.这是第一颗可见光LED,被视为现代LED之祖.随后又出现了绿色LED磷化镓(GaP)和黄色LED碳化硅,使光谱拓展到橙光、黄光和绿光.
(5)镓在元素周期表的位置是第四周期ⅢA族,其基态原子的价电子排布式为4s24p1
(6)人们发现在磷砷化镓或磷化镓中掺杂氮(利用氮代替磷或砷的位置),可以提高其发光效率.其原因不可能为BC(多选).
A、氮的半径比磷和砷的半径小,用氮代替部分磷或砷的位置不会影响晶体的构型.
B、N的第一电离能大于磷和砷,容易失去电子,发生电子跃迁.
C、N的电负性大,掺杂后得到的位置中存在氢键.
D、N是与砷、磷具有相同价电子结构的杂质,但对电子束缚能力较磷和砷强,造成等电子陷阱.
(三)1993年,中村修二等人开发出首个明亮蓝光的氮化镓LED.凭借此成就,他获得了2014年诺贝尔物理学奖.
(7)为测试氮化镓绿色LED光强与电流的关系,得到如图,从图中你能得到规律其他条件相同时,当电流小于153.0 mA时,氮化镓绿色LED光强随着电流的增加而增强,当电流大于153.0 mA时,光强随着电流的增强而减弱(写一条即可)
 0  155793  155801  155807  155811  155817  155819  155823  155829  155831  155837  155843  155847  155849  155853  155859  155861  155867  155871  155873  155877  155879  155883  155885  155887  155888  155889  155891  155892  155893  155895  155897  155901  155903  155907  155909  155913  155919  155921  155927  155931  155933  155937  155943  155949  155951  155957  155961  155963  155969  155973  155979  155987  203614 

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