五等-電子工程電子學大意112 年第 2 題單選題
下列何種半導體可做為藍光 LED 發光層的材料？
C正確答案
藍光 LED 需要寬能隙半導體，GaN（氮化鎵）能隙約 3.4 eV，是藍光發光層的標準材料。
為什麼答案是 C
GaN（氮化鎵）能隙約 3.4 eV，對應波長約 365 nm，摻入 InGaN 後可精準發出 450-470 nm 的藍光，是商用藍光 LED 標準發光層材料。
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完整詳解
Pro · 無限重點 藍光 LED 需要寬能隙半導體，GaN（氮化鎵）能隙約 3.4 eV，是藍光發光層的標準材料。
藍光=高能量=寬能隙。GaN 能隙 3.4 eV 剛好對應藍光波長，中村修二因此獲 2014 諾貝爾物理獎。
逐選項分析
A✕
GaAs（砷化鎵）能隙約 1.42 eV，屬於窄能隙半導體，主要用於紅外線 LED 與高速電子元件，無法發出藍光。
B✕ 陷阱
AlN（氮化鋁）能隙高達 6.2 eV，太寬反而對應深紫外光，不是藍光。常與 GaN 組成異質結構作為緩衝層，易被誤選。
C✓ 正確
GaN（氮化鎵）能隙約 3.4 eV，對應波長約 365 nm，摻入 InGaN 後可精準發出 450-470 nm 的藍光，是商用藍光 LED 標準發光層材料。
D✕
GaP（磷化鎵）能隙約 2.26 eV，為間接能隙半導體，主要用於綠光、黃光與紅光 LED，無法達到藍光所需能量。
常見化合物半導體能隙與 LED 應用
| 材料 | 能隙 (eV) | 發光顏色 | 應用 |
|---|
| GaAs | 1.42 | 紅外線 | IR LED、雷射、高速元件 |
| GaP | 2.26 | 綠/黃/紅 | 指示燈 LED |
| GaN | 3.4 | 紫外/藍 | 藍光 LED、藍光雷射 |
| AlN | 6.2 | 深紫外 | UV-C、緩衝層 |
容易誤選 AlN，以為「能隙越寬越好」。實際上發光波長由能隙決定：E=hc/λ。藍光約 2.7 eV，需要能隙略高於此的 GaN；AlN 能隙太寬反而落在紫外光範圍，無法發藍光。 
