本论文的主要目的是为了改善基于氮化物LED的发光效率研究。分别从出光效率和内量子效率两个方面，结合目前研究人员比较关注的双波长结构、光子晶体等研究方向做了一些探索性的研究工作。主要设计并生长了双波长InGaN/GaN量子阱结构，分析了其光学性质;采用化学自组装生长法配合新型纳米球镜光刻法在LED上制备光子晶体结构以增强LED的出光效率;从改善内量子效率出发对基于非对称双波长结构LED的Droop现象进行了研究。通过对材料器件的研究，对其所反映出的物理机制进行了探讨，并在发光效率提升方面获得了较理想的实验结果。　　本论文取得的主要成果如下:　　1、通过设计不同的结构参数生长了多组双波长LED外延材料，获得了优化的量子阱结构参数。光学测试表明不同In组分的量子阱位置、垒间材料和厚度都会对发光强度有较大影响，以InGaN做双波长发射垒间材料，较小的垒层厚度是合适的双波长材料生长条件。　　2、对双波长结构材料及LED器件的光学性质进行了研究，研究结果表明InGaN/GaN量子阱发光更依赖于In团簇形成的激子发光，从而导致了小电流下的反常光学现象。　　3、采用纳米球镜光刻技术在LED上成功制作了光子晶体结构，获得了聚苯乙烯小球直径控制、曝光、显影等制备步骤的稳定工艺条件，为以后外延片上的工艺流程化奠定了基础。　　4、创新性的提出采用化学自组装生长法配合新型纳米球镜光刻法以及无损的二次外延选区生长技术，成功制作了InGaN基光子晶体LED。选区外延生长技术避免了LED的电学性能下降，在350mA电流驱动下，直径为450nm和600nm的光子晶体结构的LED光输出功率相比于传统结构分别提高了49.3％和72.2％。光子晶体结构LED的辐射发散角的半高宽也降低了，这与光子晶体结构对LED辐射出光模式影响的理论模拟计算结果相一致。　　5、研究了基于宽窄阱双波长LED结构的Droop现象，认为载流子泄漏是导致大电流密度下发光效率下降的根源;并以此为基础，研究了电子阻挡层对Droop现象的作用，指出合适厚度的电子阻挡层可以提高LED光输出功率，并能很好的改善Droop现象。