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与Ga N基正装结构发光二极管(Light Emitting Diode,LEDs)芯片相比,Ga N基垂直结构LED芯片解决了电流密度过大及导致散热不佳等问题,更适合应用于大电流注入的大功率LED照明。而在大电流注入时Ga N基LED会出现效率下降问题。因此,研究解决效率下降问题对提高Ga N基垂直结构LED的效率具有重要的实际意义。针对传统In Ga N/Ga N多量子阱结构中载流子分布不均匀的问题,通过APSYS仿真软件,建立了七组耦合量子阱数量不等的Ga N基垂直结构LED芯片二维模型,仿真结果表明,耦合量子阱的引入提高了空穴在In Ga N/Ga N多量子阱中的分布均匀性及空穴与电子的辐射复合率。仿真结果还表明,当耦合量子阱数量小于或等于5对时,Ga N基垂直结构LED芯片模型的有效辐射复合率、正向偏压、光输出功率均随着耦合量子阱数量的增加而大幅度改善。当耦合量子阱数量大于5对时,Ga N基垂直结构LED芯片模型的各方向特性与5对耦合量子阱模型相比均无明显提升。其中具有5对耦合量子阱的Ga N基垂直结构LED芯片模型,与只有传统量子阱的模型相比,在注入电流为350 m A时其正向偏压下降了0.46 V,光输出功率提高了39.4%。在仿真结果的基础上,利用MOCVD技术、激光剥离、电镀金属基板等技术制备了具有5对耦合量子阱的Ga N基垂直结构LED芯片样品,与只有传统量子阱的Ga N基垂直结构LED芯片相比,在注入电流为350 m A时,其正向偏压下降了0.68 V,光输出功率提升了53.0%,有更好的电流响应效率;其外量子效率下降到最大值的67.5%,而只有传统量子阱的样品下降到了37.7%,有效地缓解了大电流注入下Ga N基LEDs效率下降的问题。并通过讨论样品EL谱的变化情况,分析了耦合量子阱Ga N基LEDs在大电流下效率下降得到缓解的原因。该课题的研究结果为实现大功率LED芯片应用于通用照明领域起到了至关重要的作用。