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基于DBR的单片集成白光LED理论及工艺研究

作　者: 姜波
导　师: 黄黎蓉
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 白光发光二极管金属有机物化学气相淀积量子阱布拉格反射器
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

白光发光二极管LED(Light Emitting Diode)由于具有亮度高、寿命长、节能、绿色环保等显著优点,被公认为下一代照明光源。其中单片集成白光LED是未来LED照明领域的发展趋势。本文从理论和实验两方面对单片集成白光LED进行了研究。理论方面首先阐明了载流子非均匀分布会对多量子阱白光LED产生影响,肯定对其研究的必要性;然后根据多量子阱白光LED的特点,借鉴多量子阱激光器时域模型来建立多量子阱白光LED模型;之后运用此模型进行MATLAB编程,对白光LED分别进行了数值模拟和计算分析。我们对影响白光LED性能的因素(注入电流、量子阱排布等)进行分析,得到了设计白光LED结构的理论依据。随后根据模拟结果进行了实验,实验结果验证了模拟结果的正确性。实验方面首先阐述了DBR(Distributed Bragg Reflector)对光功率的加强机理,并从理论上模拟了DBR的反射率;然后利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)生长工艺,调整生长参数,实现了铝镓氮/氮化镓(AlGaN/GaN)分布式布拉格反射器(DBR);根据DBR的生长结果,优化了生长参数,生长了基于DBR的绿光和白光LED。分析结果表明,DBR的引入可以增大白光LED中长波长与短波长的光功率比例,优化白光LED的色度学参数,进而改善了白光LED的性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 概论  8-15
  1.1 白光LED 的研究意义  8-9
  1.2 单片集成白光LED 研究的相关背景  9-11
  1.3 LED 多量子阱载流子分布不均匀性的研究意义  11
  1.4 DBR 的研究意义及其相关背景  11-14
  1.5 本论文的篇章结构  14-15
2 单片集成白光LED 理论模拟与实验制作  15-34
  2.1 LED 的基本结构及发光原理  15-16
  2.2 构建白光多量子阱LED 模型的理论介绍  16-24
  2.3 白光多量子阱LED 的数值模拟与分析  24-31
  2.4 白光多量子阱LED 的实验制作和结果分析  31-33
  2.5 本章小结  33-34
3 LED 的生长与测试技术介绍  34-39
  3.1 LED 外延生长技术介绍  34-36
  3.2 LED 测试技术介绍  36-39
4 分布布拉格反射LED 的理论及实验研究  39-53
  4.1 DBR 的生长及测试  39-46
  4.2 绿光DBR LED 的生长与测试  46-48
  4.3 白光LED 的生长与测试  48-52
  4.4 本章小结  52-53
5 全文总结  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

基于DBR的单片集成白光LED理论及工艺研究

内容摘要

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