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光子晶体倒装发光二极管的调制带宽与光提取效率研究

DOI：10.3390/mi10110767 期刊：Micromachines 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 本研究采用光子晶体结构来提高倒装芯片氮化镓基发光二极管（LED）的光提取效率和调制带宽。利用时域有限差分法研究了光子晶体结构对倒装芯片氮化镓基LED的珀塞尔因子和光提取效率的影响。仿真结果表明，在1000 A/cm2电流密度下，调制带宽估计为202 MHz。调制带宽的实验结果与仿真结果一致。该器件在1000 A/cm2电流密度下的光学f-3dB达到212 MHz，在2000 A/cm2电流密度下高达285 MHz。这种光子晶体倒装芯片LED的设计有望应用于高频可见光通信领域。
作者： Hong Wang，Ming Zhong，Lijun Tan，Wei Shi，Quanbin Zhou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究利用光子晶体结构同时提高倒装芯片氮化镓基发光二极管的光提取效率和调制带宽，以应用于高频可见光通信领域。

研究成果

与传统FCLED相比，PC-FCLED在珀塞尔因子和光提取效率方面均表现出显著提升，在高电流密度下实现了高达285 MHz的调制带宽。这表明PC-FCLED在高频可见光通信应用中具有潜力。

研究不足

研究指出，由于有效发光面积减小以及ICP工艺造成的损伤影响了载流子复合效率，PC-FCLED的光学输出功率小于FCLED。此外，ICP工艺导致的缺陷密度增加降低了辐射效率和非辐射寿命，从而影响了调制带宽和光学输出功率。

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