摘要：LED芯片作为LED光源的核心,其质量直接决定了器件的性能、寿命等,因此在内量子效率已达到高水平的情况下,致力于提高光提取效率是推动LED芯片技术发展的关键一步。由于蓝宝石衬底具有绝缘特性,传统LED将N和P电极做在芯片出光面的同一侧,而芯片出光面上的P电极焊盘金属会遮挡吸收其正下方发光区发出的大部分光而造成光损失,为改善这一现象并缓解P电极周围的电流拥挤效应,本文设计制备了在P电极正下方的氧化铟锡(ITO)透明导电层和p-GaN之间插入SiO 2薄膜作为电流阻挡层(CBL)的大功率LED,并与无CBL结构的大功率LED相比较。对未封装的有无CBL结构的LED在350 mA电流下进行正向偏压,辐射通量,主波长等裸芯性能测试,结果显示两种芯片的正向偏压均集中在3~3.1 V,而有CBL结构的LED光输出功率有明显提升,这是因为CBL阻挡了电流在P电极正下方的扩散,减少流向有源区的电流密度,故减小了P电极对光的吸收和遮挡,且电流通过CBL引导至远离P电极的区域,缓解了电极周围的电流拥挤。对两种芯片进行相同结构和工艺条件的封装,并对封装样品进行热特性及10~600 mA的变电流光电特性测试,得到两种器件的发光光谱及光功率等光学特性。结果表明随着电流增加,两种器件的光谱曲线均发生蓝移,且有CBL结构的LED主波长偏移量较无CBL结构LED少10 nm,可见有CBL结构的LED光谱受驱动电流变化的影响更小,因此其显色性能更为稳定。而在小电流条件下,CBL对器件光功率的影响不大,随着工作电流的增大,CBL对器件光功率的改善效果逐渐提升。在大电流条件下,无CBL结构的LED结温更高,正向电压更低,随电流的增大二者之间的电压差增大。在25℃的环境温度,350 mA工作电流下,加入CBL结构使器件电压升高约0.04 V,但器件光功率最高提升了9.96%,且热阻明显小于无CBL结构器件,说明有CBL结构LED产热更少。因此CBL结构大大提高了器件的光提取效率,并使其光谱漂移更小,显色性能更为稳定。

摘要：采用模拟计算 ,结合实验数据 ,初步设计了通过 Ga As隧道结联接的 6 5 0 nm/ 780 nm双波长多量子阱 (MQW)激光器。分别对 6 5 0 nm、780 nm MQW有源区部分进行模拟 ,计算得出激光器的横向模式特性、近场分布和远场发散角。对激光器折射率导引结构侧向模式进行了定性分析 。

摘要：GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)因具有高输出功率密度、高工作频率、高工作温度等优良特性,在高频大功率等领域具有广泛应用前景。目前,HEMT器件在材料生长和工艺制备方面都取得了巨大的进步。但是,由缺陷产生的陷阱效应一直是限制其发展的重要原因。本文首先论述了HEMT器件中的表面态、界面缺陷和体缺陷所在位置及其产生的原因。然后,阐述了由陷阱效应引起的器件电流崩塌、栅延迟、漏延迟、Kink效应等现象,从器件结构设计和工艺设计角度,总结提出了改善缺陷相关问题的主要措施,其中着重总结了器件盖帽层、表面处理、钝化层和场板结构4个方面的最新研究进展。最后,探索了GaN基HEMT器件在缺陷相关问题上的未来优化方向。

摘要：设计并制备了51 V高压LED。对器件进行了大电流冲击试验并对器件的损毁原因进行了分析。运用有限元分析软件ANSYS对LED关键结构部位进行参数化建模及热分布模拟,得到其稳态的温度场分布;然后经过与红外热像仪成像图对比,得出电极烧毁的原因在于芯粒连接处的电极过薄过窄而导致的电阻过大,为后续设计更可靠的高压LED提供了参考。对芯片分别进行蓝光及色温5 000 K的白光封装,并分别测量了热阻,涂覆荧光粉的白光灯珠的热阻要比没有涂覆荧光粉的蓝光灯珠高约4℃/W。同时,51 V高压LED的热阻比1 W大功率LED要高,说明高压LED的散热性能比常规LED要差,这可能与高压LED具有深沟槽及众多的互联电极结构有关。

摘要：设计制备了不同大小的单颗微缩化发光二极管(Micro-LED)和Micro-LED阵列.其中,单颗Micro-LED尺寸为40-100μm,其电极结构为共N极,P极单独引出;阵列像素数量为8×8,被动驱动结构,像素大小为60μm.器件制备过程中使用厚光刻胶作掩膜,刻蚀N型GaN外延片至衬底,形成隔离槽.通过优化电极结构和厚度,提高了P电极在隔离槽爬坡处的可靠性;使用现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)对Micro-LED被动阵列进行了驱动显示.对于不同尺寸的单颗Micro-LED进行了电学、光学、热学等方面的测试分析.结果表明:随着尺寸的减小,Micro-LED所能承受的电流密度越大;Micro-LED与普通蓝光LED相比具有较大的k系数,并且随着尺寸的减小,k系数的数值增大,热稳定性不如传统蓝光***可以实现对Micro-LED被动阵列的良好驱动.

摘要：全方位反射镜(ODR)AlGaInP发光二极管能够有效提高光提取效率。对全方位反射镜的设计及工艺进行优化:采用λ/4n厚的SiO2作为介质,光刻腐蚀导电孔,带胶保护,溅射AuZnAu,剥离后,再溅射300nmAu层,形成的ODR退火后在波长630nm处的反射率为72.1%,而单次溅射AuZnAu的反射率退火后为63.2%。实验结果说明新工艺满足了欧姆接触的需要,反射率提高了8.8%。

摘要：设计并制备了12 V的GaN基绿光高压发光二极管(LED),并对其进行了变电流测试.研究了绿光高压LED的正向电压、峰值波长、光功率以及光效等重要参数随注入电流的变化关系,电流变化范围为3～50mA,测试温度为25℃.实验结果表明:电流对绿光高压LED的光电特性有很大影响.在驱动电流为20 mA时,对应电压为14 V.随着注入电流的增大,峰值波长蓝移了2 nm.随着电流的增大,光功率近似于线性增加.在注入电流从3mA增大到20 mA的过程中,光效降低了约61％;在注入电流从20 mA增大到50 mA的过程中,光效降低了约39％.这说明高压LED在大电流驱动时,光效降低的幅度比较缓慢.上述结果对GaN基绿光高压LED的改进优化具有一定的参考价值.

摘要：为进一步提高GaN基发光二极管(LED)的光效,以改进电极结构为研究点,设计并制备了具有叉指型电极形状,并在P/N电极下刻蚀出电极孔的新型电极结构。该结构使金属电极在P/N电极孔处分别与ITO层和N-GaN层直接接触,进而提高了器件的电流扩展能力和发光效率。为了得到更优的电流阻挡层(CBL)结构、电极孔尺寸和电极孔间距,设计了7种不同的器件,并对其进行了光电性能测试。测试结果表明:在150 mA工作电流下,不连续CBL结构不能够有效改善LED的发光性能;P电极孔尺寸对器件的性能影响不大,当P电极孔间距由20μm增大为30μm时,外量子效率(EQE)和光电转换效率(WPE)分别提升了约5.0%和3.8%;当N电极孔尺寸由17μm×5μm减小为10μm×5μm时,EQE和WPE分别提升了约6.5%和3.0%;当N电极孔间距由45μm减小为40μm时,并未有效改善器件的发光性能。

摘要：随着金属零部件服役工况条件的日益苛刻,针对金属零部件不同的服役条件和失效特点,选择不同的陶瓷材料体系,采用适当工艺技术在金属零部件表面制备高性能的陶瓷涂层防护涂层并赋予其特殊功能,已成为解决金属零部件在苛刻工况下可靠服役的有效途径。先驱体转化陶瓷法作为一种原位制备陶瓷涂层的新型方法,利用先驱体聚合物良好的流动性、成型性、分子结构可设计性等特点,将先驱体涂层通过裂解转化为陶瓷涂层,在材料表面形成致密的防护涂层。裂解是先驱体从有机物转化为陶瓷涂层的重要途径,传统加热炉裂解利用程序化升温可在金属、多孔材料、纤维或纤维增强复合材料表面实现陶瓷涂层的连续化、批量化制备,设备简单,易于控制,但加热炉裂解对基体的热影响大,无法在熔点较低或结构复杂的基体上制备陶瓷涂层。激光裂解可选择性地控制热量的输入,裂解迅速、加热均匀,对基体热影响小,可制备出具有特殊成分的陶瓷涂层,但先驱体要能够吸收激光,激光裂解效率较低。离子辐照是无热裂解方式,裂解迅速,但效率低、成本较高。本文总结了先驱体转化陶瓷涂层裂解方法的研究进展,分析了加热炉裂解、激光裂解和离子辐照裂解的优缺点。未来将探索新的可控制备陶瓷涂层的方法与技术,揭示先驱体转化陶瓷微观结构的演变规律,实现陶瓷涂层致密化和裂纹缺陷的精确控制是今后需要重点发展的方向。

摘要：平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础形式。它兼具定位准确、施工时间短、对环境破坏小及经济性好等优点,随着海上油气开采逐步转向深海,已经引起国外海洋工程界的广泛关注。对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发,研究圆形平板锚在非均质饱和黏土海床地基中的抗拉力,均质黏土条件下所得极限抗拉力系数与现有成果一致。在此基础上进行大量变动参数分析,探讨海床地基不排水抗剪强度随深度线性增加对抗拉力的影响,得出一些规律性认识,以期为工程设计提供参考。