陈志远,刘宝林*,朱丽虹,樊海涛,曾凡明,林 飞

(1.厦门大学物理与机电工程学院,2.厦门大学化学化工学院,福建 厦门 361005)

发光二极管(LED)取代白炽灯与荧光灯成为下一代日常照明光源已经成为世界各国政府、科技界以及产业界的共识．目前LED光提取效率较低是困扰学者们的一大难题,产生这一问题的原因在于构成传统LED的主要材料氮化镓(GaN)具有较高的折射率,因此GaN基LED芯片有源层产生的大部分光在GaN与空气界面处发生全反射从而难以从芯片中逃逸出去．如何有效提高LED器件的光提取效率是这一领域目前的重点课题之一．

利用光子晶体结构提高LED器件的光提取效率是继LED倒装结构[1]、分布布拉格反射层(DBR)[2]和表面粗化技术[3]之后的又一重要方法．目前利用光子晶体结构来提高LED器件性能的方法主要有以下几种:1) 在GaN基LED的有源层制备光子晶体结构[4],利用光子晶体结构的光子禁带效应提高光提取效率;2) 在GaN基LED的蓝宝石衬底制备光子晶体结构[5],研究表明这一方法在提高光提取效率的同时还能改善GaN晶体的生长质量;3) 在GaN基LED的p-GaN层或ITO层表面制备二维光子晶体结构[6-8],利用光子晶体结构的光子禁带效应和衍射作用提高器件的光提取效率．Oder等曾在GaN基LED的有源层成功制备二维光子晶体结构,通过测试表明采用这类光子晶体结构能够将LED的发光强度提高1倍;Wu等[9]则通过在p-GaN表面制备二维光子晶体结构来提高LED的光提取效率,实验表明光子晶体LED的发光强度为……