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作为下一代绿色环保的通用照明光源，大功率高效GaN基LED成为研究的热点。虽然近年来GaN基LED的发光效率方面取得了很大的进展，但是如何进一步提升LED的发光效率成为研究的难点。其中，较低的光提取效率成为提高LED发光效率的瓶颈。本文通过表面粗化技术减少光子在出光界面的全发射效应，并尝试采用石墨烯新型透明电极降低电极吸收的方法来提高LED的光提取效率。 我们将研究重点放在三个方面：1)制备ITO纳米级别的粗糙表面来降低LED器件出光界面的全反射效应，进而提高LED器件的提取效率；2)利用激光隐形切割技术对GaN外延层以及蓝宝石侧壁出光面进行修饰，使其更有利于光子的逃逸；3)尝试将石墨烯新型透明电极应用于LED器件，并分析了石墨烯透明电极在高温下的稳定性。同时，通过引入超薄的NiOx插入层，有效降低了石墨烯透明电极与p-GaN的接触电阻率。本文所取得主要研究成果如下： 1.提出采用CsCl等纳米颗粒作为ICP刻蚀掩蔽层的方法，在ITO表面制备了纳米岛等纳米结构，有效降低了光子在ITO与空气界面的全反射效应。相比较未进行ITO表面粗化的LED样品，ITO粗化后LED器件的光输出功率提高了23.4％； 2.提出并实现了弯曲的GaN侧壁，在侧壁腐蚀工艺的基础上将LED器件的光输出功率进一步提高了6.2％； 3.首次提出多次激光隐形切割技术(MultipleLaserStealthDicing)的方法，对蓝宝石侧壁进行修饰，使其更有利于光子的逃逸。相比较普通Ns切割，采用多次隐形切割LED器件的光输出功率(@20mA)提高了26.5％。我们同时分析了激光切割过程对于InGaN多量子阱的热影响； 4.采用上述纳米粗化技术及隐形切割技术等关键LED器件工艺将图形衬底LED的光输出功率(@350mA)总体提高了30％。在350mA的电流注入条件下，制备的LED器件的发光效率达到1301m/W(Tc=3800K)； 5.首次报导石墨烯作为透明电极应用于绿光LED器件上。高温退火过程导致的金属原子的互扩散过程会导致石墨烯绿光LED器件性能的下降； 6.首次提出利用NiOx插入层来改善石墨烯透明电极与p-GaN的接触问题。通过此方法，我们将石墨烯与p-GaN的接触电阻率降低至5.9×10-4Ω·cm2，接触电阻率下降了2～3个数量级。在20mA的注入条件下，石墨烯LED器件电压从6.15V显著下降至3.65V。同时对比没有NiOx插入层的石墨烯LED，采用此方法可以将LED的光输出功率显著提高57％。