氮化镓基蓝光LED光电特性测试与分析开题报告

 2023-09-13 08:09

1. 研究目的与意义

本课题的现状及发展趋势：

III-V族氮化物半导体氮化镓(GaN)具有宽禁带、直接带隙、击穿电压高、电子迁移率高、介电常数小、化学性质稳定等优势，特别适合制备高效的发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)。而GaN基LED有较好的性能，具有节能、环保、绿色健康、长寿命等优点，在固态照明等领域展示出了巨大的应用潜力。

LED技术发展至今，在固态照明领域应用最广泛的就是白光LED，但是白光是合成光，不能直接有半导体材料产生，白光是基于蓝光合成得到的，因此，白光LED的发展受限于其他颜色LED的发展。蓝光LED作为单色LED光源，单色性好、发光效率高，相较于GaN基绿光和黄光LED，GaN基蓝光LED的外部量子效率和发光效率较高，正得到人们越来越多的关注。

在目前资源匮乏、能源紧张，供电日趋紧张的情形下，LED是环保、绿色、低碳的新型光源，会越来越受到各国的青睐。LED在照明领域的应用还是新技术，随着LED技术的迅猛发展，发光效率不断提高，应用市场将会更加广泛，特别在全球能源短缺的再度升高的背景下，LED的发展趋势将更加被看好。

本课题的价值：

GaNLED相较于其他LED的优点有：

1、节能。LED的能耗比白炽灯，节能灯低很多。

2、寿命长。使用时间可达6万到10万小时以上，是普通白炽灯的10倍。

3、绿色环保。LED照明灯不含汞、氙、铅等有害元素，不污染环境，利于回收。

4、发光效率高。LED是一种固态冷光源，大部分释放的能量转化为可见光，LED照明的发光效率可达到可达到50~2001mW，而普通白炽灯仅有12~241mW。

5、响应速度快。一般在几十毫秒内反应，是一种高速器件。

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2. 研究内容和问题

本课题拟对氮化镓基蓝光LED的一些基本物理特性进行研究，内容主要包括：照度，相关色温，峰值波长，辐照度，黑体偏离等，并通过仪器和软件对LED的特性进行测试和分析。

预计解决的关键问题：掌握两种光谱照度分析仪器的使用，并利用软件对不同积分时间下的LED进行照度，相关色温，峰值波长，辐照度，黑体偏离等物理量的测试和对比。

3. 设计方案和技术路线

研究方法：对氮化镓基蓝光LED的照度，相关色温，峰值波长，辐照度，黑体偏离等物理量进行研究并通过仪器和软件对LED的特性进行测试和分析。

技术路线：先通过电压源，LED，电阻等设备构成回路，再通过改变积分时间，以此来研究氮化镓基LED的物理特性，并利用两款专业软件对LED进行分析和对比，通过了解LED的不同物理属性，探究它们未来在各个领域的发展潜力。

4. 研究的条件和基础

要具有研究氮化镓方面相关的基础知识，具有动手能力和实验能力，能正确运用所学的知识实现氮化镓基蓝光LED光电特性测试与分析，遇到问题能分析原因并解决问题，能正确运用所学的知识实现对LED发光原理的了解和多种物理特性的测量，并掌握相关软件的使用，同时查阅相关的中外文献资料。

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