近年来，发光二极管(LED)的性能有了显著得提升，在户外照明、汽车车灯、背光显示以及微电子器件方面取得了广泛的应用，但仍然有一些问题阻碍着LED的发展。首先，LED的发光效率仍然有待进一步提高，单位流明的成本有待进一步降低，这阻碍着LED进入通用照明市场。另外，LED的效率在小电流下达到饱和，随着注入电流的进一步增大，LED的发光效率会急剧下降，这种问题通常被称为LED的效率衰减问题，阻碍着LED在大功率照明方面的应用。　　 针对LED在大电流下衰减的机制，研究者提出了不同的解释，包括极化效应、电子泄露与空穴注入不足、SRH复合、俄歇复合等。其中由极化效应导致的电子泄露与空穴注入不足被认为是导致LED效率衰减最重要的原因。　　 电子的有效质量小，迁移率高，可以轻易得越过多量子阱区域到达P型层与空穴复合，降低发光效率同时减小空穴浓度，不利于空穴向多量子阱区域的注入;而空穴的有效质量较大，迁移率较低，很难有效得穿过多量子区域的势垒。因而导致电子和空穴在多量子阱区域分布不均匀，不利于电子与空穴在多量子阱区域的辐射复合。与此同时，GaN材料一般在C面蓝宝石衬底上生长，所以GaN基LED器件中有较强的自发极化，进而在器件中形成较强的内建电场。而多量子阱区域的内建电场会导致电子和空穴波函数的分离，降低电子和空穴的辐射复合速率，导致较低的发光效率。同时内建电场会使多量子阱区域的能带发生弯曲，阻碍载流子在多量子阱区域的均匀分布，同时不利于电子限制与空穴注入。　　 本文采用crosslight公式的APSYS软件深入分析不同外延片结构对LED性能的影响，系统研究导致LED在大电流下的效率衰减问题的机制，并提出了有意义的结构设计以改善LED效率衰减问题，获得了一下一些有意义的研究成果:　　 1.我们引入Al0.1Ga0.9N-AlxGa1-xN-Al0.1Ga0.9N三明治结构作电子阻挡层，讨论了插入的势阱深度对LED效率带来的影响。发现在电子阻挡层中引入的势阱会带来空穴聚集效应，从而加强了空穴的注入。又由于电子阻挡层中的增强的电场对能带的调制使得电子限制和空穴注入得到了改善。同时，引入AlGaN三明治结构电子阻挡层的LED，其性能与x值有着十分密切的关系。　　 2.同时系统研究了三明治结构电子阻挡层提高LED性能的物理机制，讨论在电子阻挡层有效势垒高度相同的情况下，浅势阱的引入是否对LED性能有较大的影响。结果发现，电子阻挡层中浅势阱的存在可以显著增强空穴注入，改善LED的效率衰减问题。