Die Light Emitting Diode (Lichtemittierende Diode), kurz LED , ist ein Halbleiter, der vom Aufbau her einer pn-Halbleiterdiode entspricht. Dabei ist das Ausgangsmaterial für LEDs ein III-V-Halbleiter, meist aus einer Verbindung der Elemente Gallium, Arsen und Phosphor (z. B. Galliumarsenidphosphid, Galliumarsenid, Galliumphosphid). Wird an die Diode eine elektrische Quelle angelegt, so springen Elektronen von der n-dotierten auf die p-dotierte Seite, wodurch die Sperrschicht der Diode Licht emittiert. Dabei spielen III-V-Halbleiter eine große Rolle, da sie sich besonders durch einen direkten Übergang auf ein anderes Band auszeichnen. Dadurch können die Elektronen auf direktem Wege vom Leitungsband in das Valenzband wechseln und somit Energie für die Lichtemission zur Verfügung stellen.
Dabei passiert folgendes: Zuerst "wandern" die Elektronen zur Rekombinationsschicht am p-n-Übergang. Dabei "bevölkern" sie auf der n-dotierten Seite das Leistungsband, um auf das energetisch günstigere p-dotierte Valenzband zu wechseln. Dort rekombinieren sie sich mit den vorhandenen Löchern. Die plasmonisch-polaronischen Wechselwirkung ist eine weitere Entstehung von Photonen, wobei ein spinfreier Übergang direkt zur Emission eines Auger-Photoelektrons führt. Durch diesen Vorgang kommt es besonders bei exzitonischer Emission in grünen Galliumphosphid-Leuchtdioden zu einer Lichtemission.
Hingegen erfolgt bei indirekten Halbleitern, wie Silizium, der Wechsel der Elektronen vom Leitungs- in das Valenzband nicht direkt, sondern indirekt. Der vom Kristallgitter aufgenommene Impuls der Elektronen verursacht eine Photonenanregung, wodurch keine Energie für die Emission von Licht zur Verfügung steht. Eine normale Gleichrichterdiode leuchtet aus diesem Grund nicht.
