本文在介绍了氮化嫁材料的基本结构特征及物理化学特性之后，从氮化擦的外延结构的属性和氮化擦基高性能芯片设计两个方面对氮化家材料和器件结构展开了讨论。其中材料属性部分，介绍了透射电子显微镜的工作原理及其主要应用范围，然后根据实验分析了TEM图片，包括GaN多量子阱，重点分析了V型缺陷和块状缺陷的高分辨图形，分析了他们对材料属性的影响。然后分析了多种氮化擦样品的光致发光谱和电致发光谱，并解释其光谱蓝移和红移现象。在属性部分最后介绍了基于密度泛函理论和第一性原理的CASTEP程序及其在分析GaN材料属性上的应用。在芯片结构设计部分，本文提出了三种高效率LED芯片的设计结构，分别是基于双光子晶体的LED芯片，基于微球模型的LED芯片，基于激光剥离衬底的大功率LED芯片。涉及到光子晶体理论，蒙特卡罗理论及激光剥离理论，本文分别介绍和分析了各类理论基础，并在此基础上提出新的设计结构，给出仿真分析结果。双光子晶体可以提供较完善的反射层，出射层。微球LED可以利用大尺寸表面结构来大大提高LED芯片的外量子效率。基于激光剥离衬底的大功率LED可以实现较好散热效果和功率。
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2022-06-25
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