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和蓝光LED相比，GaN基长波长(520nm-560nm)发光二极管(LED)低下的发光效率限制了其在人们生活和生产中的大规模应用。特别是550nm-560nm波段的高效率的实用型LED，一直是一个空白，而人类的眼睛却对这个波段的发光最敏感。这个波段的高效率的GaN基LED的缺乏也阻碍了无荧光粉转换的白光LED的发展进程。本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法外延生长了绿光和黄绿光LED，分别用不同的技术手段实现了绿光和黄绿光LED发光效率的提高，并重点研究了这两种LED的发光机理。主要研究内容如下: 1)我们基于双波长耦合量子阱结构，提出了一种调制绿光LED发光强度的新方法，并且探究了发光机理和特性，重点分析了蓝光量子阱作为“空穴库”结构对提高绿光量子阱发光效率的作用。电荧光测试谱(EL)表明，在同一注入电流下，随着蓝、绿光量子阱之间的势垒变薄，绿光量子阱的发光强度越来越大，蓝光量子阱的发光强度越来越小;当势垒宽度减小到一定值，绿光LED的发光强度占据绝对主导地位，蓝光量子阱的发光几可忽略。在这种结构里，用蓝、绿光耦合量子阱替代传统的绿光量子阱结构，由于蓝光量子阱比绿光量子阱的有效势垒高度更低，从p-GaN到MQWs区空穴注入增强;而且，随着耦合势垒宽度减小，从蓝光量子阱到绿光量子阱的空穴遂穿效应也明显增强，这里蓝光量子阱发挥了“空穴库”的作用。另外，由于势垒变薄，空穴在MQWs区中的输运也大大增强了。这些机制都使得绿光量子阱中的空穴数目大大增加，发光效率提高。而且，通过这种结构，绿光发光峰的“efficiency droop”效应也在一定程度上得到缓解。 2)我们在(0001)C面蓝宝石衬底上制备出了实用型黄绿光LED，并且研究了其发光机理及发光特性。本文采用在量子阱的生长过程中插入多次中断的技术手段，提高了黄绿光LED的发光效率。在20mA直流注入条件下，发光波长，光输出功率和正向电压分别是556.3nm，0.24mW和3.5V。PL测试结果表明，引入生长中断以后，黄绿光LED的发光强度大大提高了。EL测试结果表明其发光波长的稳定性很好。通过这些实验结果分析可知，在中断过程中保持氨气的持续供给，提高了Ⅴ/Ⅲ比，InGaN表面In原子通过与更多N基的反应和从表面解析两个过程，大大改善了有源区的材料质量。而且，在一定程度上减弱了由于In偏析所引起的沿着生长方向的In组分梯度在量子阱中产生的附加极化场，减弱了量子阱中的能带倾斜。随着电流的增加，波长的蓝移量很小，这对于“green gap”波段的发光十分重要。因此，生长中断是提高高In组分LED发光效率的一个有效的技术手段。