基于平面微加工工藝的光子晶體LED研究.pdf

1、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)是一種電致發(fā)光器件，在普通照明，醫(yī)療照明，通信，平板顯示等領域均有非常廣泛的應用。然而，為了使LED完全取代傳統(tǒng)的光源，必須解決其發(fā)光效率低的問題。發(fā)光效率低導致成本上升，并且大功率工作時發(fā)熱量較大，影響燈具的工作壽命。目前，低下的外量子效率(即光提取效率)成為制約LED發(fā)光效率提高的關鍵因素。因此，如何提高LED的光提取效率成為目前國內外的研究熱點之一。
　　論文首先

2、分析了LED發(fā)光效率低下的原因，并介紹了提高LED光提取效率的幾種方法，基于以上分析，選用在LED結構中加入光子晶體的方法來提高LED的光提取效率。
　　在光子晶體的研究中，其帶隙結構的研究是必不可少的一部分。論文研究了幾種分析光子晶體帶隙結構的方法，包括平面波法、時域有限差分法、傳輸矩陣法等。并選取了平面波法和時域有限差分法兩種方法對45°斜晶格結構的光子晶體進行了帶隙結構的分析，為進一步研究PC-LED奠定了理論基礎。

3、　　傳統(tǒng)光子晶體LED制作時對晶格的容差很小，因此加工要求很高。論文提出使用Bragg光子晶體覆蓋在LED表面，制作成Bragg PC LED(BPC-LED)的方法。制作BPC-LED時僅需考慮單個BPC的制作容差，而無需考慮各BPC之間的工藝容差問題。因此，大為降低了制作工藝要求。針對BPC結構的特殊性，論文提出了使用平面波法與時域有限差分法兩種算法聯(lián)合計算分析其帶隙結構的方法。同時，論文還使用仿真軟件計算了BPC對LED光提取效率