正方形孔径纳米半球阵列提高LED光提取效率研究

为提高氮化镓（GaN）基发光二极管（LED）的光提取效率,基于等效介质理论设计了底面100%占空比、半径为320nm的正方形孔径纳米半球阵列。利用时域有限差分法（FDTD）对正方形孔径纳米半球阵列结构底面占空比、半径对光提取效率的影响进行了仿真计算研究。仿真结果表明：LEDp-GaN表面刻蚀半径为320nm、底面占空比为100%的正方形孔径纳米半球阵列的光提取效率最优。采用电子束曝光配合热回流技术和ICP刻蚀完成正方形孔径纳米半球阵列的GaN基LED制作及测试实验。结果表明：在20mA和150mA工作电流下,有微纳结构的LED较无微纳结构的参考样品的发光效率分别提高4.67倍和4.59倍,计算结果与实验结果比较一致,说明加入方形孔径纳米半球阵列可以有效提高LED光提取效率。