GaN(氮化镓)系蓝紫色发光器件可应用于新一代DVD，因此备受相关业者高度期待，此外利用LED高亮度、省能源的发光特性，蓝紫色发光组件未来还可取代传统的白炽灯、萤光灯，成为白光照明灯源的主流。氮化镓的晶格缺陷很多却能够产生高亮度，主要原因是藉由纳米 技术控制器件结构，使得器件的发光效率得以提高，进而获得高亮度。因此本文要深入探讨氮化镓发光的奥秘，与提高发光效率的方法。

白色发光二极管

  利用GaN(氮化镓)系半导体的白色发光二极管，做为新世代固态照明灯源是历经无数的转折，十年前包含产学研界几乎未曾将半导体白色发光二极管纳入考虑范围，虽然有很多研究人员非常关心蓝光LED的发展，却都无视白光LED的应用潜能。

  97年利用蓝光LED激发黄色萤光体(YAG；钇、铝、石榴石、铈的混合物)，再透过蓝色与黄色萤光体的互补特性，产生二色式似白光的LED正式进入量产，加上移动电话的应用促成白光LED全面性的普及，使得白光LED成为全球性的研究主流。

  由于白光LED不需使用萤光灯常用的玻璃管、惰性气体、水银、变压器、升压器，所以可以大幅节省能源，取代萤光灯与白炽灯除了可节省能源之外，废弃物的减少对地球环保也有莫大的好处。

  97年日本通产省根据京都环保会议的省能源对策决议，组成「21世纪光源计划小组」，并委托日亚化学与丰田合成进行技术开发，该计划小组将近紫外LED的外部量子效率(以下简称为取光效率)目标定为40%，当时蓝光LED的取光效率为15%，紫外LED的取光效率祇有7.5%，目前紫外LED的取光效率则已经超过31%，也因此使的高性能白光LED的量产诱因更加扎实，而21世纪光源计划小组对全球白光LED的研究开发在提高取光效率的研发上扮演着更重要的角色。

有关晶格缺陷

  有关LED的基本运作原理，具体而言是电流顺时钟方向通过半导体p-n(空穴与电子)接合面时，空穴与电子会注入纳米级厚度的活性层(亦称为发光层)，进而因辐射再结合过程(process)产生发光现象。 

  利用混晶(亦称化合物为半导体)InGaN产生高亮度蓝光或是绿光的LED虽然已经进入商品化，可是有关发光机制传统的半导体物理学理论，却无法具体说明因原因而屡遭质疑。其实不论是LED或是半导体激光LD等发光组件(device)，通常都具有 以上的晶格缺陷，晶格缺陷会阻碍发光，形成所谓的「发光杀手中心」，后导致发光效率降低等问题。

  以GaN为基础的InGaN/GaN量子阱QW型LED，含量109~1010/cm2 左右高密度晶格缺陷，按照传统理论，如此高密度晶格缺陷照理说不会发光，实际上InGaN/GaN系LED却能作高效率发光，换句话说InGaN系LED具有与以往LED完全不同的发光机制。 InxGa1-xN是由InN与GaN所构成的三维化合物半导体，GaN层属于近紫外LED活性层，因此适合使用光学评鉴方式研究。如表1所示GaAs、ZnSe等常用的Ⅲ-Ⅴ(三五族)、Ⅱ-Ⅵ(二六族) 化合物半导体与GaN大差异点，是GaN氮化物半导体的纵光学(LO:Longitudinal Optical；以下简称为LO)与声子(phonon；晶格波的量子)的能量(? ω =h/2π，h为膜厚plank常数)大于92.5 ，因此电子与LO相互作用的能量( αe  ?也随着变大，两者互动值往往超过44.2 (表1的 αe  为Frohlich结合常数，ω为音子的振动数)，导致被激发的载流子(carrier；电子与空穴)会与LO产生强烈的互动，如图1所示被结晶晶格捕获的电子变重(称为polaroon状态)形成自我束缚状，后造成载流子只能在极短距离内移动，而电子则成为自由电子般的漂流。