LED属于电致发光的固态半导体器件，可将注入到LED内部的电能通过空穴与子的辐射复合直接转化为光能，具有发光效率高、单色性强、响应时间短、体积小、节能省耗、环保无污染、使用寿命长、防震性强等诸多优点，被广泛应用于全彩色显示、液晶显示器背光源、室内外照明、汽车车灯等领域。
但是与激光发出的相干光相比，LED发出的自发光方向性较差，会在各方向上传播，严重影响了其在显示和照明等领域的应用。
加州大学圣巴巴拉分校的研究人员在蓝宝石衬底上设计了一个1.45 μm大小的氮化镓纳米棒阵列，并在阵列中嵌入氮化铟镓量子阱。耦合量子阱的引入提高了空穴在氮化铟镓/氮化镓多量子阱中的分布均匀性及空穴与电子的辐射复合率，其总量子效率和空气耦合外部量子效率分别实现了7倍和百倍的增强。
基于微纳米结构的超表面，设计的这种新型的光子结构（复合量子阱结构），不仅使LED可以在任意角度产生窄的、单向的发射光波。除了允许发射更多的光外，还可以控制光的偏振，对LED光的传输实现高精度的调控。这种技术可以用来创造更高效和多用途的LED显示和照明技术。
原文链接：https://www.photonics.com/Articles/Metasurface_Design_Approach_Achieves/a65837
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