占空比可调的氮化镓纳米圆台阵列的制备及其光致发光效率的研究

实验中在p-GaN层制备单层密排的聚苯乙烯(PS)纳米球作为掩模,通过改变纳米球掩膜的直径,制作了周期性的占空比不同的GaN纳米圆台阵列结构。实验结果表明,在归一化激发光功率后, p-GaN层制备纳米圆台阵列的LED出光效率最高增加到参考样品的3.8倍。三维时域有限差分方法计算表明,周期性纳米结构破坏了p-GaN表面的全反射,增大了LED结构的光输出临界角,从而提高LED的光致发光效率。此外,利用可变的纳米球掩模刻蚀技术,可以在同一个周期下优化纳米圆台的尺寸从而进一步提高LED的出光效率,这可以用等效折射率与薄膜透射率理论来解释,计算结果与实验结果比较一致。