GaN基LED器件中多物理場(chǎng)的耦合及其應(yīng)用.pdf

1、GaN基LED技術(shù)的迅速發(fā)展帶來(lái)了照明技術(shù)新的革命，使人們的生活進(jìn)入了固體照明時(shí)代。隨著LED光效的提升，要求器件具有更大的尺寸和更高的注入電流。如何在大功率的工作條件下，仍能保持并進(jìn)一步提升器件的光電轉(zhuǎn)換效率，對(duì)器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更大的挑戰(zhàn)，也成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　 本論文詳細(xì)介紹了影響器件性能最為重要的三個(gè)物理場(chǎng)因素:電場(chǎng)、熱場(chǎng)以及光場(chǎng)。在歸納總結(jié)了正裝、倒裝及垂直結(jié)構(gòu)LED的電流分布解析模型的基礎(chǔ)上，提出了改善電流

2、分布均勻性的器件設(shè)計(jì)方案。討論了包括焦耳熱、非輻射復(fù)合熱、湯姆遜熱及光吸收熱等器件自熱效應(yīng)的起源及其模型。著重分析了器件反射基底和表面等離子激元出光增強(qiáng)技術(shù)。在分析各物理場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上，梳理了它們相互之間的耦合關(guān)系及其對(duì)器件性能的影響，提出了根據(jù)材料性質(zhì)和器件結(jié)構(gòu)選取合適的物理模型和合理的邊界條件，運(yùn)用有限元的方法對(duì)器件進(jìn)行網(wǎng)格化并逐點(diǎn)求解泊松方程、連續(xù)性方程、輸運(yùn)方程以及熱流方程，以呈現(xiàn)器件多物理場(chǎng)的計(jì)算方法。利用多物理場(chǎng)耦合關(guān)系的研