GaN基半导体材料是一种新型的光电功能材料，具有宽的带隙，高稳定性，高的热导率，高硬度等优点，广泛应用于显示领域，固态照明，太阳能电池，固体激光器，紫外检测器和各种微电子器件。随着LED的功率越来越大，产生的热量也越来越多，若热量不能及时从芯片散出去，将严重影响大功率LED的性能，特别是蓝光芯片激发荧光粉的白光LED，因此改善散热问题迫在眉睫。解决散热问题可以从两方面入手，一是从根本上减少热源，通过优化芯片的结构设计，缓解efficiency droop现象，来提高光电转换效率，减少热的产生;二是制备出高热导封装材料，将芯片内部热量迅速散发到空气中。　　efficiency droop现象是指当正向电流的逐步增大时，LED的内量子效率大幅降低。内量子效率降低严重制约了大功率LED器件的进一步发展。长期以来，大量科研人员对此现象进行了研究，研究表明引起efficiency droop现象的主要原因极可能是极化场、电子泄露和空穴注入效率。由于GaN薄膜的生长通常是沿着其极性轴c轴的方向，所以GaN基材料在<0001>方向上有很强的自发极化与压电极化。该极化效应会在氮化物外延层中产生较强的内建电场，从而引起能带的弯曲和倾斜，使得电子和空穴在空间上分离，减少了电子波函数与空穴波函数的重叠，降低了有效复合效率，使GaN基材料的发光效率大幅度降低，故极化效应是引起效率下降现象的机制之一。另一方面，由于电子的有效质量较小和迁移率较高，使得电子能够容易的越过电子阻挡层和量子阱垒层所形成的势垒，到达空穴注入层并在此处与空穴发生复合，减小了空穴的浓度。然而空穴则具有较大的有效质量和低的迁移率，空穴难以越过电子阻挡层和量子阱垒层所形成的势垒，严重阻碍了空穴的注入和传输，使得量子阱中空穴的浓度很低和不均匀，从而降低了辐射复合效率。在GaN基材料中，由于Mg掺杂剂具有较高的激活能，很难得到较高自由空穴浓度和迁移率的外延片，这样空穴的注入效率就会大大降低。综上所述，电子泄露至p区和较低的空穴注入效率也是主要影响机制之一。　　现有的封装材料已经不能满足大功率LED发展的需求，急需一种高散热材料来代替现有的封装材料，因此我们开展了金刚石/铜复合材料的研究。金刚石/铜复合材料是一种第四代电子封装材料，其融合了金刚石的非金属性和铜的金属性，具有高的热导率、低的热膨胀系数、较低的密度、良好的镀覆性和可加工性，能够满足现代封装材料的高性能、轻量化的要求。因此金刚石/铜复合材料的研究具有十分广阔的应用前景。　　本文针对缓解efficiency droop现象和高导热率的金刚石/铜复合封装材料的制备两方面进行了深入的探讨。　　1、研究了采用特殊结构的n-AlGaN空穴阻挡层的LED的光电特性，模拟结果表明:具有特殊结构n-AlGaN HBL的LED，光输出功率较大，电子和空穴的泄漏均减小并且内量子效率降低得到缓解。　　2、研究了采用Al组分渐变的AlGaN-GaN-AlGaN电子阻挡层LED的特性，与目前的p-AlGaN和一般结构的AlGaN-GaN-AlGaN结构相比，Al组分渐变的AlGaN-GaN-AlGaN电子阻挡层的LED，具有较高的空穴注入效率、较低的电子外溢现象和较小的静电场（活性区）。同时，该结构的efficiency droop现象也得到一定的缓解。　　3、采用了放电等离子烧结(SPS烧结)、热等静压处理(HIP处理)和高温高压烧结法(HTHP烧结)制备金刚石/铜复合材料，并利用正交实验分析各因素对热导率的影响程度大小。实验表明:各因素对热导率的影响程度大小依次是铜和金刚石的配料体积比、配料中金刚石粒度的不同尺寸、保压保温时间和金刚石不同粒度的配料体积比。