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LED的技术进步不断取得重大进展,并广泛应用于照明、显示、通信等领域。与许多其他光源相比,LED具有以单位效率将电转换为光的潜力。但是,由于半导体材料固有的属性和制作技术的限定,GaN基LED的发光效率和性能并不十分理想,仍然存在性能提升的巨大空间。随着微纳加工技术的突破性进展,利用表面等离子体激元提高LED发光特性的研究得到深入研究和快速发展。本文主要讨论采用目前热门的介质/金属纳米结构和表面等离子激元技术来提高GaN基蓝光LED性能;研究采用现代光电子器件分析中常用的有限元法;建立GaN基蓝光LED的物理模型,讨论模型中各参数对LED性能的影响;并进行结构优化,为开发新型高效的GaN基蓝关LED提供理论支持。全文的研究工作主要为:1、研究了LED的发光原理,介绍了LED性能的发展和研究现状,对影响LED发光效率的因素进行了深入探究,并详细介绍了目前几种提高LED发光效率的方法及特点。2、在表面等离子体的发展状况和应用前景下,介绍了表面等离子体激元的概念和激发模式,重点分析了局域表面等离子体激元的特点和优势,为后续新型LED结构的设计和研究提供了理论基础。3、分析了不同金属材料,各种金属纳米结构及结构参数等对LED性能的影响,通过数值计算与对比,选择适合的金属并进行合理地结构设计,讨论设计模型的加工工艺与制作过程。4、通过构建Ag/GaN双光栅LED模型,改善LED发光特性,基于COMSOL软件,利用了有限元法对该模型进行仿真分析,得出该模型在不同结构参数下,归一化辐射功率与归一化损耗功率随波长的变化规律,以及电场分布情况。优化所设计LED模型的物理参数。