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GaN基LED响应特性为基础催生了诸如:可见光通信技术，商用PMMA光纤光源，以及所产生的高速脉冲光在生化分析、时间分辨率荧光光谱等生物、化学等领域的一系列的应用。GaN基LED的本身的响应特性决定了可见光通信及光纤通信系统的可用带宽，决定了高速脉冲光的最小脉宽，但是影响GaN基LED响应特性的主要因素和机制还没有完全弄清。本文是基于对GaN基LED的响应特性进行研究。从理论和实验角度，针对GaN基LED的结构对其响应特性影响进行深入的研究和探讨。
由于GaN本身的材料特性，其中电子、空穴在有源区的注入和输运影响着LED的发光和响应特性。由于GaN基LED中电子的迁移率远远大于空穴（200 cm2 V-1 s-1 vs10cm2 V-1 s-1），还没有足够的注入空穴，电子已经溢出，无法限制载流子在有源区有效复合。通常会在p-GaN和有源区间插入一层AlGaN电子阻挡层(EBL)，传统的AlGaNEBL层和GaN间大的价带带阶差，阻碍了空穴有效注入;同时，由于存在极化诱导效应造成能带弯曲，影响对电子溢出的阻挡，从而影响有源区载流子浓度。实验一设计了台阶形EBL结构的GaN基LED，对其进行了发光性能及响应特性的测试分析，并利用APSYS软件进行了理论分析，软件计算表明，台阶形导带带阶提高了43meV，价带带阶下降了36meV。实验及计算分析表明采用台阶形EBL层的结构设计，有利于提高LED的发光功率和响应特性，这一性能的提高主要是由于更高的有源区载流子注入密度，进而提升有源区的电子-空穴辐射复合率。
有源区厚度是影响LED发光及响应特性的因素之一。现有GaN基LED有源区普遍为多量子阱结构，量子阱数较大程度上决定了有源区厚度。实验二首先以描述载流子动态特性的速率方程组为基础，通过用电路元素对方程进行改造建立起其相应的等效电路模型，利用PSPICE电路模拟软件进行模拟仿真，研究量子阱数变化对于GaN基LED响应特性的影响。理论研究表明:GaN基LED的上升时间是随量子阱数的增加而增加的。两个因素可以解释这个现象:第一，量子阱数增加，造成有源区体积增大，进而影响有源区载流子浓度，因而影响有源区载流子寿命;第二，电荷存储电容Cj随着有源区体积增大而增大，使上升时间变长。考虑到输出光功率随着量子阱数的增加而增加，我们提出有源区三个量子阱的设计可以既兼顾发光效率，也兼顾其LED的动态响应特性。进一步设计生长相同结构不同阱数、不同芯片面积的GaN基LED样品。