近年來,GaN納米柱作為光電子集成重要的潛在組成部件,吸引了人們的廣泛關(guān)注。相對于硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等其它半導(dǎo)體材料,GaN納米柱可采用自催化方法制備,去除了催化物對納米材料造成的污染,而且氮化物與砷烷、磷烷等制備半導(dǎo)體器件常用的摻雜源相比,更加綠色環(huán)保。本論文選擇具有綠色環(huán)保及未來發(fā)展?jié)摿Φ腎nGaN/GaN異質(zhì)結(jié)納米柱陣列結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管(LED)為突破點,以設(shè)計發(fā)光效率高、工作性能穩(wěn)定的白光LED為目標,致力于推動LED光電照明技術(shù)為基礎(chǔ)的國家新能源領(lǐng)域的發(fā)展進程。本文首先,通過在LED器件引入GaN納米柱結(jié)構(gòu),增加了出射光子的逃逸角度,降低了因全反射帶來的光能損耗;同時,納米柱結(jié)構(gòu)具備的光路導(dǎo)向作用,可以進一步提升發(fā)光材料的光提取效率。其次,通過在GaN納米柱側(cè)壁的非極化m平面生長InGaN量子阱結(jié)構(gòu),可以完全消除量子限制斯塔克效應(yīng)(QCSE)的影響,使得器件的內(nèi)量子效率得到很大提高。再次,通過對納米柱的高度、底面半徑尺寸和納米柱傾斜頂部的表面積進行優(yōu)化設(shè)計,改變了InGaN量子阱中銦(In)元素的含量,使得納米柱不同高度處的量子阱可分別發(fā)出黃光和...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 氮化物L(fēng)ED的研究背景和意義
    1.2 GaN納米柱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于單根納米線光學(xué)特性的研究
        1.2.2 隨機分布納米柱結(jié)構(gòu)光學(xué)特性的研究
        1.2.3 選區(qū)外延條件下納米柱結(jié)構(gòu)光學(xué)特性的研究
    1.3 論文的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容簡介
2 GaN基納米柱結(jié)構(gòu)的生長制備及模型理論
    2.1 GaN納米柱結(jié)構(gòu)的制備
    2.2 GaN納米柱結(jié)構(gòu)有源層的介紹
    2.3 多節(jié)GaN納米柱結(jié)構(gòu)的光譜特點
    2.4 GaN納米柱結(jié)構(gòu)的理論模型
    2.5 本章總結(jié)
3 模型理論及參數(shù)設(shè)定
    3.1 仿真環(huán)境介紹
    3.2 器件模擬理論基礎(chǔ)
    3.3 有限元法
    3.4 半導(dǎo)體遷移率和電導(dǎo)率的關(guān)系
    3.5 載流子復(fù)合模型
    3.6 本章總結(jié)
4 納米柱白光LED器件結(jié)構(gòu)設(shè)計及光譜分析
    4.1 兩節(jié)納米柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計
        4.1.1 納米柱結(jié)構(gòu)白光LED的模型設(shè)計
        4.1.2 量子阱In組分的選取
        4.1.3 光譜In組分的優(yōu)化
    4.2 光譜特性分析
    4.3 本章總節(jié)
5 納米柱白光LED器件光學(xué)特性的分析
    5.1 一節(jié)納米柱結(jié)構(gòu)輻射率的分析
    5.2 單層量子阱特性與雙層量子阱光學(xué)特性的比較
    5.3 本章總結(jié)
6 本文總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號：3739792