【摘 要】
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针对GaN基发光二极管(GaN基LED)出光效率低下的问题,利用光子晶体的衍射效应来提取GaN基LEDs内的导波模式是提高其出光效率的一种有效方法.为了获得最大的出光效率,对光
【机 构】
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北京大学物理学院 人工微结构与介观物理国家重点实验室,北京 100871
【出 处】
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第12届全国发光学学术会议暨发光学相关产业研讨会
论文部分内容阅读
针对GaN基发光二极管(GaN基LED)出光效率低下的问题,利用光子晶体的衍射效应来提取GaN基LEDs内的导波模式是提高其出光效率的一种有效方法.为了获得最大的出光效率,对光子晶体的周期,深度等参数进行优化是必须的.聚焦离子束刻蚀(FIBM)是一种无掩模,直接刻蚀,灵活快捷的干法刻蚀技术.为了具体分析光子晶体对GaN基LED内导波模式的作用,我们设计了宽接触边发射的特殊GaN基LED样品,利用FIBM在非注入区制备了一系列不同周期和不同深度的二重光子晶体(2PhCs)阵列(见图1).光子晶体的周期在230nm至1500nm范围内变化,刻蚀深度从75nm变化到500nm.固定光子晶体的深度为150nm,改变其周期,电致发光(EL)谱和显微图像一致表明光子晶体的周期为460nm时最有利于导波模式的提取(见图2).通过优化实验条件和纵深比参数,保持光子晶体的周期为460nm,改变其刻蚀深度.实验结果表明深度为250nm时,导波模式获得了最大的提取.这也证实了当光子晶体穿过有源区时,光子晶体与各个导波模式的耦合作用最强,从而最有利于导波模式的提取.我们利用严格耦合波理论(RCWA)进行了数值模拟,得到了与实验数据一致的结论.这为制备高效率的光子晶体GaN基LED提供了科学依据.
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