發(fā)光二極管表面光子晶體的制備及能帶計算.pdf

1、雖然GaN基LED憑借其高效率、低功耗等優(yōu)點(diǎn)正廣泛應(yīng)用于照明以及彩色顯示等領(lǐng)域，但是其光提取效率過于低下的問題一直困擾著業(yè)界人士。本論文采用在GaN基LED芯片表面制備二維光子晶體的方法解決GaN基LED芯片光提取效率低下這一難題。
　　文中首先通過Rsoft軟件對不同占空比、介質(zhì)界面以及晶格陣列的光子晶體進(jìn)行能帶結(jié)構(gòu)的計算，通過對計算結(jié)果的分析和對比得到各項結(jié)構(gòu)參數(shù)對光子禁帶的影響規(guī)律。之后在實驗階段利用軟模板紫外壓印技術(shù)在Ga

2、N基LED的p-GaN層和氧化銦錫(ITO)透明導(dǎo)電層分別制備二維光子晶體結(jié)構(gòu)，所用初始鎳模板上的納米結(jié)構(gòu)周期為465nm，孔狀結(jié)構(gòu)直徑為245nm。壓印過程中我們采用軟模板進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移與復(fù)制，最終在樣品表面獲得了結(jié)構(gòu)完整且相關(guān)參數(shù)與初始模板較為一致的光子晶體結(jié)構(gòu)。制備電極之后分別對樣品進(jìn)行I-V特性曲線、電致發(fā)光(EL)光譜和相對光強(qiáng)測試，對結(jié)果進(jìn)行對比我們得到以下結(jié)論:
　　(1) p-GaN光子晶體LED相對于ITO光

3、子晶體LED和普通LED具有更高的正向電壓，正向電流同為10mA的情況下，p-GaN光子晶體LED的正向電壓為8V，而普通LED的正向電壓僅為3V。文中猜測這是由于p-GaN層在刻蝕的過程中受到損傷，導(dǎo)致電子輸運(yùn)過程受到一定影響。
　　(2)表面二維光子晶體結(jié)構(gòu)會對LED芯片的發(fā)光光譜造成一定的影響，10mA正向電流注入條件下p-GaN光子晶體LED的峰值位置相對普通LED發(fā)生了6nm的紅移。ITO光子晶體LED的峰值位置同樣存在