Abstract

Large-scale SiO2 nanodisk arrays fabricated by nanospherical-lens lithography are embedded in the n-GaN and p-GaN layer of an InGaN/GaN light-emitting diode (LED) to produce photonic crystal (PC) structures for efficiency improvement. Following the obvious reduction of view angle, the light output power of bottom, top, and double PC LEDs is enhanced by 74.5%, 60.1%, and 88.2% compared to that of a conventional LED at 350 mA current, respectively. Despite the enhanced external quantum efficiency due to improved crystalline quality and light extraction, these PC LEDs exhibit lower peak efficiency current density and more serious efficiency droop than conventional LEDs. Combined with the rate equation, the droop mechanisms of PC LEDs have also been investigated experimentally and by simulation.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. K. Cho, J. Jang, J.-H. Choi, J. Choi, J. Kim, J. S. Lee, B. Lee, Y. H. Choe, K.-D. Lee, S. H. Kim, K. Lee, S.-K. Kim, and Y.-H. Lee, Opt. Express 14, 8654 (2006).
    [CrossRef]
  2. H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
    [CrossRef]
  3. K. H. Li and H. W. Choi, J. Appl. Phys. 109, 023107 (2011).
    [CrossRef]
  4. D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
    [CrossRef]
  5. M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
    [CrossRef]
  6. S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
    [CrossRef]
  7. E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
    [CrossRef]
  8. C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
    [CrossRef]
  9. K.-J. Byeon, J.-Y. Cho, J. Kim, H. Park, and H. Lee, Opt. Express 20, 11423 (2012).
    [CrossRef]
  10. T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
    [CrossRef]
  11. Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
    [CrossRef]
  12. Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
    [CrossRef]
  13. X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
    [CrossRef]
  14. G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
    [CrossRef]
  15. J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
    [CrossRef]
  16. M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
    [CrossRef]
  17. K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
    [CrossRef]
  18. Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
    [CrossRef]
  19. Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
    [CrossRef]

2013 (3)

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

2012 (3)

K.-J. Byeon, J.-Y. Cho, J. Kim, H. Park, and H. Lee, Opt. Express 20, 11423 (2012).
[CrossRef]

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

2011 (1)

K. H. Li and H. W. Choi, J. Appl. Phys. 109, 023107 (2011).
[CrossRef]

2010 (3)

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

2009 (4)

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
[CrossRef]

Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (1)

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Athanasiou, M.

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Avrutin, V.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Bertazzi, F.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Byeon, K.-J.

Cao, X. A.

Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
[CrossRef]

Chang, S.-H.

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Chang, Y.-C.

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Chao, C. H.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Chen, Y.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Cheng, Y.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Cho, C.-O.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Cho, H. K.

Cho, J.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Cho, J.-Y.

Choe, Y. H.

Choi, H. W.

K. H. Li and H. W. Choi, J. Appl. Phys. 109, 023107 (2011).
[CrossRef]

Choi, J.

Choi, J.-H.

Choi, W. J.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Chung, H.-C.

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Delaney, K. T.

K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
[CrossRef]

Du, C. X.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Fleury, B.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Gardner, N. F.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Goano, M.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Grzegory, I.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Guo, E. Q.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Hu, E.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Huang, H.-W.

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

Huang, J.-K.

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

Im, J. S.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Iza, M.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Jang, J.

Jeon, H.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Jung, G.-Y.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Kim, D.-H.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Kim, J.

Kim, J. H.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Kim, J. W.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Kim, J.-Y.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Kim, K. S.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Kim, S. H.

Kim, S.-K.

Kim, T. K.

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Kim, Y. C.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Kim, Y.-H.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Krames, M. R.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Kuo, H. C.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Kuo, H.-C.

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

Kuo, S.-Y.

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

Kwon, K.-W.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Kwon, M.-K.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Lai, C. F.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Lan, D.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Lazar, S.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Lee, B.

Lee, C. E.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Lee, H.

Lee, J.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Lee, J. K.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Lee, J. S.

Lee, K.

Lee, K.-D.

Lee, K.-Y.

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

Lee, Y.-H.

Li, J. M.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Li, K. H.

K. H. Li and H. W. Choi, J. Appl. Phys. 109, 023107 (2011).
[CrossRef]

Li, X.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Liliental-Weber, Z.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Liu, B.

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Liu, Z. Q.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Long, D. H.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Ma, J.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Macht, L.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Matioli, E.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Matulionis, A.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Meneghesso, G.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Meneghini, M.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Molnar, R. J.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Morkoç, H.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Mueller, G. O.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Muller, S.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Munkholm, A.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Ni, X.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Nowak, G.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Oh, J.-K.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Özgür, Ü.

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

Park, H.

Park, I.-K.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Park, J.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Park, Q.-H.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Park, S.-J.

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Park, Y.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Park, Y. S.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Pfaff, N.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Rangel, E.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Rinke, P.

K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
[CrossRef]

Roh, Y.-G.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Ryu, S.-W.

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Saguatti, D.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Shen, Y. C.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Sivel, V. G. M.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Smith, R.

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Sone, C.

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

Speck, J.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Tseng, C.-B.

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Verzellesi, G.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Walle, C. G. V. D.

K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
[CrossRef]

Wang, G. H.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Wang, J. X.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Wang, L. C.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Wang, S.-M.

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Wang, T.

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

Watanabe, S.

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

Wei, T. B.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Weisbuch, C.

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

Weyher, J. L.

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Wu, K.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Yan, C. H.

Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
[CrossRef]

Yan, Q. F.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Yang, Y.

Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
[CrossRef]

Yeh, W. Y.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Yen, H. H.

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

Yi, X. Y.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Zanoni, E.

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

Zeng, Y. P.

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

Zhang, Y. Y.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

Zheng, H. Y.

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

ACS Nano (1)

Y.-C. Chang, S.-M. Wang, H.-C. Chung, C.-B. Tseng, and S.-H. Chang, ACS Nano 6, 3390 (2012).
[CrossRef]

Adv. Funct. Mater. (1)

S.-W. Ryu, J. Park, J.-K. Oh, D. H. Long, K.-W. Kwon, Y.-H. Kim, J. K. Lee, and J. H. Kim, Adv. Funct. Mater. 19, 1650 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (10)

E. Matioli, E. Rangel, M. Iza, B. Fleury, N. Pfaff, J. Speck, E. Hu, and C. Weisbuch, Appl. Phys. Lett. 96, 031108 (2010).
[CrossRef]

C. F. Lai, C. H. Chao, H. C. Kuo, H. H. Yen, C. E. Lee, and W. Y. Yeh, Appl. Phys. Lett. 94, 123106 (2009).
[CrossRef]

H.-W. Huang, J.-K. Huang, S.-Y. Kuo, K.-Y. Lee, and H.-C. Kuo, Appl. Phys. Lett. 96, 263115 (2010).
[CrossRef]

D.-H. Kim, C.-O. Cho, Y.-G. Roh, H. Jeon, Y. S. Park, J. Cho, J. S. Im, C. Sone, Y. Park, W. J. Choi, and Q.-H. Park, Appl. Phys. Lett. 87, 203508 (2005).
[CrossRef]

M.-K. Kwon, J.-Y. Kim, I.-K. Park, K. S. Kim, G.-Y. Jung, S.-J. Park, J. W. Kim, and Y. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 92, 251110 (2008).
[CrossRef]

Y. C. Shen, G. O. Mueller, S. Watanabe, N. F. Gardner, A. Munkholm, and M. R. Krames, Appl. Phys. Lett. 91, 141101 (2007).
[CrossRef]

M. Athanasiou, T. K. Kim, B. Liu, R. Smith, and T. Wang, Appl. Phys. Lett. 102, 191108 (2013).
[CrossRef]

K. T. Delaney, P. Rinke, and C. G. V. D. Walle, Appl. Phys. Lett. 94, 191109 (2009).
[CrossRef]

Y. Yang, X. A. Cao, and C. H. Yan, Appl. Phys. Lett. 94, 041117 (2009).
[CrossRef]

T. B. Wei, K. Wu, D. Lan, Q. F. Yan, Y. Chen, C. X. Du, J. X. Wang, Y. P. Zeng, and J. M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 211111 (2012).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (4)

Y. Y. Zhang, H. Y. Zheng, E. Q. Guo, Y. Cheng, J. Ma, L. C. Wang, Z. Q. Liu, X. Y. Yi, G. H. Wang, and J. M. Li, J. Appl. Phys. 113, 014502 (2013).
[CrossRef]

X. Ni, X. Li, J. Lee, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç, and A. Matulionis, J. Appl. Phys. 108, 033112 (2010).
[CrossRef]

G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini, F. Bertazzi, M. Goano, G. Meneghesso, and E. Zanoni, J. Appl. Phys. 114, 071101 (2013).
[CrossRef]

K. H. Li and H. W. Choi, J. Appl. Phys. 109, 023107 (2011).
[CrossRef]

J. Cryst. Growth (1)

J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. Liliental-Weber, R. J. Molnar, S. Muller, V. G. M. Sivel, G. Nowak, and I. Grzegory, J. Cryst. Growth 305, 384 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic illustration of processes for the fabrication of bottom, top, and double PC LEDs. SEM images of (b) SiO2 nanodisk arrays on the u-GaN layer, (c) cross-sectional view of bottom PC of SiO2 nanodisk surrounded by GaN, and (d) top-view of p-GaN surface with top SiO2 PC structure.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Cross-sectional TEM image of the SiO2 bottom PC LED. SEM images of the regrown n-GaN surface (b) without and (c) with SiO2 bottom PC after KOH etching.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) I–V curves and (b) reverse I–V characteristics of the LEDs with and without PC structures. (c) Light output powers of LEDs with and without PC as the functions of injecting current. (d) Far-field emission patterns of the different PC LEDs at a driving current of 200 mA.

Fig. 4.
Fig. 4.

FDTD simulation of light propagation in (a) LED without PC, (b) bottom PC LED, (c) top PC LED, and (d) double PC LED.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) Normalized ηext of LEDs with and without PC structures as a function of current density. (b) ηext of these LEDs (solid dot) and theoretical fit to the measured data (solid line) based on carrier’s rate equation.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Values of A and C Coefficients Produced by Fit to the ABC Model

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

hext=hextraction×hint=hextraction×Bn2An+Bn2+Cn3,

Metrics