Ⅲ族氮化物,包括InN,GaN,AlN以及它们的合金。因为它们具有直接带隙结构,而且其带隙宽度从0.7eV到6.2eV连续可调,很适合用以制造固态发光和照明器件,其光电方面的广阔应用前景受到人们的广泛关注。到现在为止,Ⅲ族氮化物在发光领域取得了极大的成功,蓝光发光二极管(LED)已经实现商业化,但是其他波长的LED器件,特别是绿光LED器件和深紫外LED器件的发展还相对不成熟,不论是器件工艺还是物理机制都有待更深入的研究。当前在普通照明领域,GaN基LED效率是阻碍其快速发展的瓶颈,而LED器件的外量子效率随着电流的增大而降低,即众所周知的效率弱化现象,是发展大功率LED芯片的一个重要障碍。为了降低在单位面积上每流明的芯片成本,GaN基LED必须要工作在较高的电流密度下,因此它的效率弱化问题必须解决。绿光LED多量子阱层的In组分很高,会形成很强的极化场和局域化效应,这使得绿光LED的效率弱化机制比蓝光LED更为复杂。本文首先研究了Ⅲ族氮化物绿光发光二极管在温度由300K升高到480K的效率弱化效应随温度的变化关系。并与相同结构的蓝光和紫光LED进行了对比。通过对器件在升温过程中的伏安特性、发光强度和光谱形状的分析,我们得到,随着温度的升高,InGaN量子阱区的去局域化效应是造成绿光和蓝光LED的变温效率弱化效应差异的主要因素,也是影响器件效率弱化效应的重要因素之一。AlGaN的深紫外LED的研究在近些年来受到了众多科学家的重视,但是尽管它们具有很值得期待的应用前景,其研究仍处于早期阶段,器件的很多物理机制还不清楚。本文对发光峰位为290nm的A1GaN深紫外发光二极管(LED)从300K到480K的电流-电压(I-V)特性和电致发光(EL)特性进行了测量和表征。然后,重点讨论了其中的反向漏电流机制、自热效应对器件发光的影响和器件的效率弱化效应的机制。首先我们结合文献中提出的缺陷是深紫外LED反向漏电的主要通道,提出了一个解释深紫外LED反向漏电流机制的唯象模型,并通过器件的I-V特性曲线得到了很好的证明。其次,我们通过分析器件正向I-V特性和发光光谱中的次生峰,得出p型A1GaN材料中的空穴离化能很高,深紫外LED量子阱区中空穴的供应不足,从而使电子很容易泄露到p型区。而观察到的器件的变温发光特性,包括器件在300K附近时随着温度的升高的效率增加以及器件的效率弱化效应,都是温度的升高对器件的发光产生两个影响：非辐射复合中心的增加和空穴离化的增加来解释共同作用的结果。最后我们还通过比较直流和不同占空比脉冲电流时器件的光谱,发现自热效应在小电流时对于提高器件的发光效率是有利的,但是在大电流下会加剧器件的效率随着电流增大的弱化效应。因此,在实际应用中讨论深紫外LED在直流大电流注入时的工作模式时,既要考虑由电子泄露造成的效率弱化,还要考虑自热效应的热作用造成的效率弱化。