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基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN312.8[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]山东大学信息科学与工程学院,济南250100
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2009CB930503,2009CB930501)和国家自然科学基金(批准号:61077043)资助的课题.
中文摘要:

现有的研究表明,利用光子晶体可以有效提高发光二极管的光提取效率.由于在制造时光子晶体中可能会存在缺陷和错位,本文基于时域有限差分法对光子晶体中的缺陷和错位对发光二极管发光效率的影响进行了研究.数值仿真结果表明,光子晶体中少量缺陷或者微小错位并不会降低发光二极管的光提取效率,其中某些缺陷反而能增强光子晶体发光二极管的光提取效率.本文对其物理机理给出了详细的理论分析,并设计了一种具有缺陷的光子晶体,在未刻蚀到有源层(离有源层20nm)的情况下,其光提取效率达到了完美光子晶体的1.6倍.通过对这种缺陷光子晶体的空间频谱分析可知,可以通过设计具有特殊空间频谱分布的光子晶体来提高发光二极管的发光效率,这对设计高光提取效率的光子晶体结构和制造高效率的发光二极管有指导意义.

英文摘要:

Many studies have shown that the photonic crystals and surface nanostructures can improve the light extraction efficiency of light emitting diode (LED). The defects and disorders exist in photonic crystals inevitably as the manufacturing technology limitations, and so the light extraction efficiency of LED will be changed correspondingly. In this work we perform a simulation study on defects and disorder of photonic crystals by the finite-difference time-domain (FDTD) method, and we speed up the FDTD by GPU acceleration technology. Simulation results show that a small number of defects in photonic crystals LED do not reduce the LED light extraction efficiency. Instead, the light extraction efficiency of LED will be increased by adding some defects into the photonic crystals. We give a detailed analysis of its physical mechanism. We design a kind of photonic crystals with defects, and its light extraction efficiency achieves 1.6 times that of the perfect photonic crystals.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876