《表3 金属/Gr、NiOx/Gr最优厚度组合时的透光率、LED的最高温度和电流密度》

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《LED用石墨烯复合透明电极厚度组合的仿真与优化》

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从图4 (b）可见，电流密度标准偏差也随金属厚度增加而逐渐下降，但当金属达到一定厚度时，LED的温度下降变得相对缓慢。电流密度的降低是因为金属有较大的功函数，与p-GaN之间有较低的肖特基势垒，使p-GaN和金属之间的接触电阻下降。当透明导电薄膜由1～4层Gr和0.5～3nm金属组成时，计算LED芯片的表面最高温度，发现：当金属厚度和Gr层数增加时，tmax明显下降。当Gr为4层时，LED芯片的表面工作温度最低。原因在于：随着Gr层数的增加，石墨烯的电导率增加，降低了LED水平方向的电流密度；金属层在Gr和p-GaN之间起了导电桥梁作用，故金属/Gr-LED的表面tmax低于Gr-LED。根据复合透明电极对应的LED的电学、光学和热学性能，1.5nm Ag/3L-Gr、1nm Au/3L-Gr、1.5nm Ni/3L-Gr和1.5nm Pt/3L-Gr分别作为透明导电层时，LED有更好的性能，对应LED芯片的tmax和电流密度σ分别为311.32K，7.9×1010 A/m2；311.58 K，6.82×1010 A/m2；311.56K，2.83×1010 A/m2和312.85K，1.93×1010A/m2。透明导电膜的最佳组合时，透光率（T）、tmax和电流密度σ如表3所示。可见，Ni/Gr复合膜的透光率最高（89.75%），对应的LED表面温度和表面电流密度相对较低，即：四种金属与Gr组合中，Ni与Gr组合的透明电极性能最佳。