LED（Light-emitting diode）芯片中由于不同层材料导电率的不同，会导致垂直注入有源层的电流密度分布不均匀，出现电流拥挤的现象。为提高电流密度在有源层分布均匀度，研究者对ITO材料、LED电极图案结构进行了优化，但是对于电流拥挤对LED取光效率的影响还未见报道。LED的取光效率是指芯片内部发出的光逸出到空气中的影响，主要受材料吸收和材料全内反射影响。
武汉国家国家光电实验室（筹）刘胜教授带领的微光机电部研究团队，通过对正装GaN-LED芯片电流扩展理论的分析，结合速率方程，将LED芯片有源层发光强度分布与LED有源层电流密度分布建立对应关系，从而建立了基于蒙特卡洛光线追迹的电光耦合模型。基于该模型，我们分别分析了电流聚集在LED芯片p电极和n电极下对LED取光效率的影响，发现电流聚集在n电极附近对LED取光效率几乎没有影响；而电流聚集在p电极将导致LED取光效率的下降，并且p电极焊盘反射率的下降和电流聚集加剧会进一步降低LED取光效率。为提高LED取光效率，降低电流聚集对LED取光效率的影响，我们在p电极下制作反射型阻挡层。一方面它降低电流在p焊盘下的聚集，另一方面，它减少了焊盘对光的吸收。结果显示具有反射型阻挡层的LED光功率有显著提高。
这项研究发表在2013年10月的Optics Express (vol. 21, Issue 21, pp. 25381- 25388)上。该项目得到了国家“ 863计划”(Grant No.2011AA03A106)，国家重点基础研究发展计划(Grant No.2011CB013103)的资助。