Nano-structuring is a promising way to improve the efficiency of light emitting diodes (LEDs): two-dimensional photonic crystals can help to extract light from LEDs with the option of shaping the emission pattern, but can also increase the internal quantum efficiency in combination with surface plasmon polaritons. Both concepts are investigated theoretically in order to quantify for the first time their benefit in comparison to standard state-of-the-art LEDs. The impact of the different PhC parameters is investigated in depth along with the importance of the LED’s layer stack. Additionally, the value of PhC LEDs for the application in étendue-limited systems is determined.

Nanostrukturierung stellt eine vielversprechende Möglichkeit dar die Effizienz von lichtemittierenden Dioden (LEDs) zu erhöhen. Zum einen können zweidimensionale photonische Kristalle dazu verwendet werden, das Licht aus LEDs zu extrahieren sowie das Fernfeld zu beeinflussen. Zum anderen können sie mit Hilfe von Oberflächenplasmonpolaritonen die interne Quanteneffizienz steigern. Beide Konzepte werden theoretisch betrachtet, um zum ersten Mal ihren Nutzen im Vergleich zum Stand der Technik zu quantifzieren. Im Detail werden sowohl die unterschiedlichen Paramter des photonischen Kristalls als auch die Bedeutung des Schichtaufbaus der LED untersucht. Darüber hinaus wird der Nutzen von photonischen Kristall LEDs in étenduelimitierten Anwendungen aufgezeigt.