正方形孔径纳米半球阵列提高LED光提取效率研究

发布时间：2018-01-07 20:22

  本文关键词：正方形孔径纳米半球阵列提高LED光提取效率研究　出处：《发光学报》2017年12期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：为提高氮化镓(Ga N)基发光二极管(LED)的光提取效率,基于等效介质理论设计了底面100%占空比、半径为320 nm的正方形孔径纳米半球阵列。利用时域有限差分法(FDTD)对正方形孔径纳米半球阵列结构底面占空比、半径对光提取效率的影响进行了仿真计算研究。仿真结果表明:LED p-Ga N表面刻蚀半径为320 nm、底面占空比为100%的正方形孔径纳米半球阵列的光提取效率最优。采用电子束曝光配合热回流技术和ICP刻蚀完成正方形孔径纳米半球阵列的Ga N基LED制作及测试实验。结果表明:在20 m A和150 m A工作电流下,有微纳结构的LED较无微纳结构的参考样品的发光效率分别提高4.67倍和4.59倍,计算结果与实验结果比较一致,说明加入方形孔径纳米半球阵列可以有效提高LED光提取效率。
[Abstract]:In order to improve the light extraction efficiency of gallium nitride ( Ga N ) - based light - emitting diode ( LED ) , a square - aperture nano - sphere array with 100 % duty cycle and 320 nm radius is designed based on equivalent medium theory . The results show that the light emission efficiency of the square - aperture nano - sphere array is optimized by using finite difference time domain ( FDTD ) method .

【作者单位】： 长春理工大学光电工程学院;
【基金】：总装预研基金(9140A10011515BQ03135)资助项目~~
【分类号】：TN312.8
【正文快照】： 1引言发光二极管由于其光电转换效能高、使用寿命长、节能环保等优点被广泛应用于光电子领域[1]。但是,光提取效率不高是伴随LED发展而一直存在的主要问题。由于Ga N(折射率2.5)材料与空气(折射率1)间的折射率差异引起的全内反射,使有源层产生的大部分光被半导体材料吸收转变

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