刘宏伟，刘雨鑫，于丹丹，王 迪，郭 凯，郏成奎

（1.天津工业大学 电子与信息工程学院，天津 300387；2.西北农林科技大学 机械与电子工程学院，西安 712100）

GaN材料广泛应用在发光领域，它是制作高效发光二极管的最佳材料之一。然而，在普通的GaN-LED中，88%的光处于导波模式，为了让更多的光逃逸出来，提高LED的出光效率，人们通常采用倒金字塔形结构[1]、表面粗化[2-4]等方法。这些方法都是比较原始的提高LED出光效率的方法。但倒金字塔形结构发光效果不够理想，表面粗化在制作过程中，容易影响GaNLED量子阱的内量子效率。在众多的增强LED发光效率的方法中，利用金属的表面等离激元（surface plasmon polariton，SPP）耦合提高发光器件发光效率是增强器件发光的有效途径[5-11]。

SPP应用于LED的研究内容主要集中在利用近场局域耦合增强LED量子阱的内量子效率，并对SPP耦合光辐射进行有效提取。Cho等[12]研究小组利用厚度分别为0.3 nm和0.6 nm的Ag薄膜覆盖到InGaNGaN多量子阱之上，并利用热退火技术形成Ag纳米粒子。实验结果表明有纳米粒子的LED要比没有纳米粒子的LED发光显著增强，LED样品的外量子效率提高38%。Yablonovitch[13]和John[14]于1987年分别提出了光子晶体的概念。光子晶体是具有周期性介电结构的人造晶体，具有光子带隙的性质。光子晶体是微纳光子学和量子光学的重要研究领域[15]。陈依新等[16]通过刻蚀GaP层形成光子晶体结构，使LED发光效率提高了16%。

Ag光子晶体结合了金属表面等离激元和光子晶体的优异性质，通过优化结构参数，能够提高LED的发光效率[17-18]。研究表明，当入射角大于全反射角时，Ag光子晶体可以有效地破坏GaN-LED的全反射模式。……