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基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究

岳庆炀 孔凡敏 李康 赵佳

基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究

岳庆炀, 孔凡敏, 李康, 赵佳
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  • 现有的研究表明,利用光子晶体可以有效提高发光二极管的光提取效率. 由于在制造时光子晶体中可能会存在缺陷和错位,本文基于时域有限差分法对光子晶体中的缺陷 和错位对发光二极管发光效率的影响进行了研究.数值仿真结果表明, 光子晶体中少量缺陷或者微小错位并不会降低发光二极管的光提取效率, 其中某些缺陷反而能增强光子晶体发光二极管的光提取效率.本文对其物理机理给出了详细的理论分析, 并设计了一种具有缺陷的光子晶体,在未刻蚀到有源层(离有源层20 nm)的情况下, 其光提取效率达到了完美光子晶体的1.6倍.通过对这种缺陷光子晶体的空间频谱分析可知, 可以通过设计具有特殊空间频谱分布的光子晶体来提高发光二极管的发光效率, 这对设计高光提取效率的光子晶体结构和制造高效率的发光二极管有指导意义.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2009CB930503, 2009CB930501)和国家自然科学基金(批准号: 61077043)资助的课题.
    [1]

    Schubert E F, Kim J K 2005 Science 308 1274

    [2]

    Yeh D M, Huang C F, Chen C Y, Lu Y C, Yang C C 2007 Appl. Phys. Lett. 91 171103

    [3]

    Chen Y X, Zheng W H, Chen W, Chen L H, Tang Y D, Shen G D 2010 Acta Phys. Sin. 59 8083 (in Chinese) [陈依新, 郑婉华, 陈微, 陈良惠, 汤益丹, 沈光地 2010 物理学报 59 8083]

    [4]

    David A, Meier C, Sharma R, Diana F S, DenBaars S P, Hu E, Nakamura S, Weisbuch C 2005 Appl. Phys. Lett. 87 101107

    [5]

    Xing Y H, Han J, Deng J, Li J J, Xu C, Shen G D 2010 Acta Phys. Sin. 59 1233 (in Chinese) [刑艳辉, 韩军, 邓军, 李建军, 徐晨, 沈光地 2010 物理学报 59 1233]

    [6]

    Li S Q, Wang L, Han Y J, Luo Y, Deng H Q, Qiu J S, Zhang J 2011 Acta Phys. Sin. 60 098107 (in Chinese) [李水清, 汪莱, 韩彦军, 罗毅, 邓和清, 丘建生, 张洁 2011 物理学报 60 098107]

    [7]

    Kim J Y, Kwon M K, Lee K S, Park S J, Kim S H, Lee K D 2007 Appl. Phys. Lett. 91 181109

    [8]

    Yariv A, Yeh P (Translated by Chen H M) 2009 Photonics-Optical Electronics in Modern Communications (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp487-488 (in Chinese) [亚里夫, 耶赫 (陈鹤鸣译) 2009 光子学——现代通信光电子学 (北京:电子工业出版社) 第487-488页]

    [9]

    David A 2006 Ph. D. Dissertation (Santa Barbara: University of California)

    [10]

    Berenger J P 1994 Comput.Phys. 114 185

    [11]

    Zhang B 2005 Acta Phys. Sin. 54 5677 (in Chinese) [张波 2005 物理学报 54 5677]

    [12]

    David A, Fujii T, Sharma R, McGroddy K, Nakamura S, DenBaars S P, Hu E L, Weisbuch C, Benisty H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 061124

    [13]

    Liu S B, Zhu C X, Yuan N C 2005 Acta Phys. Sin. 54 2804 (in Chinese) [刘少斌, 朱传喜, 袁乃昌 2005 物理学报 54 2804]

    [14]

    Wiesmann C 2009 Ph. D. Dissertation (Regensburg: Regensburg Universität,)

    [15]

    Fujita M, Takahashi S, Tanaka Y, Asano T, Noda S 2005 Science 308 1296

    [16]

    Rattier M, Benisty H, Stanley R P, Carlin J F, Houdré R, Oesterle U, Smith C J M, Weisbuch C, Krauss T F 2002 IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 8 238

    [17]

    David A, Fuji T, Matioli E, Sharma R, Nakamura S, DenBaars S P, Weisbuch C 2006 Appl. Phys. Lett. 88 073510

  • [1]

    Schubert E F, Kim J K 2005 Science 308 1274

    [2]

    Yeh D M, Huang C F, Chen C Y, Lu Y C, Yang C C 2007 Appl. Phys. Lett. 91 171103

    [3]

    Chen Y X, Zheng W H, Chen W, Chen L H, Tang Y D, Shen G D 2010 Acta Phys. Sin. 59 8083 (in Chinese) [陈依新, 郑婉华, 陈微, 陈良惠, 汤益丹, 沈光地 2010 物理学报 59 8083]

    [4]

    David A, Meier C, Sharma R, Diana F S, DenBaars S P, Hu E, Nakamura S, Weisbuch C 2005 Appl. Phys. Lett. 87 101107

    [5]

    Xing Y H, Han J, Deng J, Li J J, Xu C, Shen G D 2010 Acta Phys. Sin. 59 1233 (in Chinese) [刑艳辉, 韩军, 邓军, 李建军, 徐晨, 沈光地 2010 物理学报 59 1233]

    [6]

    Li S Q, Wang L, Han Y J, Luo Y, Deng H Q, Qiu J S, Zhang J 2011 Acta Phys. Sin. 60 098107 (in Chinese) [李水清, 汪莱, 韩彦军, 罗毅, 邓和清, 丘建生, 张洁 2011 物理学报 60 098107]

    [7]

    Kim J Y, Kwon M K, Lee K S, Park S J, Kim S H, Lee K D 2007 Appl. Phys. Lett. 91 181109

    [8]

    Yariv A, Yeh P (Translated by Chen H M) 2009 Photonics-Optical Electronics in Modern Communications (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp487-488 (in Chinese) [亚里夫, 耶赫 (陈鹤鸣译) 2009 光子学——现代通信光电子学 (北京:电子工业出版社) 第487-488页]

    [9]

    David A 2006 Ph. D. Dissertation (Santa Barbara: University of California)

    [10]

    Berenger J P 1994 Comput.Phys. 114 185

    [11]

    Zhang B 2005 Acta Phys. Sin. 54 5677 (in Chinese) [张波 2005 物理学报 54 5677]

    [12]

    David A, Fujii T, Sharma R, McGroddy K, Nakamura S, DenBaars S P, Hu E L, Weisbuch C, Benisty H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 061124

    [13]

    Liu S B, Zhu C X, Yuan N C 2005 Acta Phys. Sin. 54 2804 (in Chinese) [刘少斌, 朱传喜, 袁乃昌 2005 物理学报 54 2804]

    [14]

    Wiesmann C 2009 Ph. D. Dissertation (Regensburg: Regensburg Universität,)

    [15]

    Fujita M, Takahashi S, Tanaka Y, Asano T, Noda S 2005 Science 308 1296

    [16]

    Rattier M, Benisty H, Stanley R P, Carlin J F, Houdré R, Oesterle U, Smith C J M, Weisbuch C, Krauss T F 2002 IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 8 238

    [17]

    David A, Fuji T, Matioli E, Sharma R, Nakamura S, DenBaars S P, Weisbuch C 2006 Appl. Phys. Lett. 88 073510

  • [1] 张雅男, 詹楠, 邓玲玲, 陈淑芬. 利用银纳米立方增强效率的多层溶液加工白光有机发光二极管. 物理学报, 2020, 69(4): 047801. doi: 10.7498/aps.69.20191526
    [2] 张梦, 姚若河, 刘玉荣. 纳米尺度金属-氧化物半导体场效应晶体管沟道热噪声模型. 物理学报, 2020, 69(5): 057101. doi: 10.7498/aps.69.20191512
    [3] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
    [4] 胡渝曜, 梁东, 王晶, 刘军. 基于电动可调焦透镜的大范围快速光片显微成像. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191908
    [5] 廖天军, 吕贻祥. 热光伏能量转换器件的热力学极限与优化性能预测. 物理学报, 2020, 69(5): 057202. doi: 10.7498/aps.69.20191835
    [6] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [7] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [8] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-13
  • 修回日期:  2012-05-09
  • 刊出日期:  2012-10-20

基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究

  • 1. 山东大学信息科学与工程学院, 济南 250100
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2009CB930503, 2009CB930501)和国家自然科学基金(批准号: 61077043)资助的课题.

摘要: 现有的研究表明,利用光子晶体可以有效提高发光二极管的光提取效率. 由于在制造时光子晶体中可能会存在缺陷和错位,本文基于时域有限差分法对光子晶体中的缺陷 和错位对发光二极管发光效率的影响进行了研究.数值仿真结果表明, 光子晶体中少量缺陷或者微小错位并不会降低发光二极管的光提取效率, 其中某些缺陷反而能增强光子晶体发光二极管的光提取效率.本文对其物理机理给出了详细的理论分析, 并设计了一种具有缺陷的光子晶体,在未刻蚀到有源层(离有源层20 nm)的情况下, 其光提取效率达到了完美光子晶体的1.6倍.通过对这种缺陷光子晶体的空间频谱分析可知, 可以通过设计具有特殊空间频谱分布的光子晶体来提高发光二极管的发光效率, 这对设计高光提取效率的光子晶体结构和制造高效率的发光二极管有指导意义.

English Abstract

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