中紅外LED（Mid-infrared Light-Emitting Diode）是一種能夠發射波長在2–20微米范圍內的半導體發光器件，覆蓋了分子“指紋區”——許多氣體、有機物和生物分子在此波段具有獨特的吸收特征。因此，中紅外LED在環境監測、工業過程控制、醫療診斷、安防檢測及自由空間通信等領域具有重要應用潛力。
與可見光或近紅外LED不同，中紅外LED面臨更大的材料與工藝挑戰。由于該波段光子能量較低（約0.06–0.6 eV），傳統III-V族半導體（如GaAs、InP）難以直接實現所需帶隙。目前主流技術路線包括：基于IV-VI族材料（如PbSe、PbS）的窄帶隙半導體、銻化物（如InAsSb、GaSb基）異質結構，以及量子點或量子阱工程調控的能帶設計。此外，也有研究利用熱輻射增強、等離子體耦合或上轉換機制拓展LED的中紅外性能。
中紅外LED通常采用電致發光原理，通過載流子注入在有源區復合產生光子。然而，受限于非輻射復合增強、俄歇效應顯著以及材料缺陷密度高等問題，其外量子效率（EQE）普遍較低，遠低于近紅外LED。同時，室溫下輸出功率有限，多數器件需在低溫或脈沖模式下工作以提升性能。盡管如此，其優勢在于結構簡單、成本低、壽命長、無需諧振腔，且具備寬光譜發射特性，適合用于低成本、小型化的光譜傳感系統。
近年來，隨著新型窄帶隙材料、納米結構設計及先進外延技術（如分子束外延MBE）的發展，中紅外LED的性能持續提升。例如，基于InAsSb/AlSb應變層超晶格的LED已實現在3–5μm波段的室溫發射。未來，通過優化載流子限制、抑制熱效應及提升光提取效率，中紅外LED有望在便攜式氣體傳感器、可穿戴健康監測設備及物聯網節點中發揮更大作用，成為QCL等激光光源的重要補充。
