氮化硅基纳米梁腔及其应用研究

发布时间：2021-02-15 16:14

　　一维光子晶体纳米梁腔因其在光传输方向上存在光子禁带的特殊结构,具有腔品质因子高、模式体积小和光-物质相互作用强等优点。这些优点使得纳米梁腔结构非常适合作为传感和光源的核心单元。近红外波段的传感器和光发射器件已经取得了较多的成果,可见光作为新兴的波段也引起了研究学者们的关注。氮化硅这种宽禁带材料作为未来硅材料的重要替代材料之一,拥有从可见光到中红外的宽光谱透明带,互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容工艺以及比硅更低的光波导传输损耗等优点,可作为可见光波段光子器件的首选材料。本文在氮化硅平台上实现了基于纳米梁腔的器件用于实现可见光高性能光子器件,包括在可见光区域工作的折射率传感器和光发射器件。本文设计并制作了基于悬空氮化硅基纳米梁腔的可见光胶态量子点光发射器。基于能带理论并借助仿真软件FDTD完成了器件设计并利用电子束曝光、干法刻蚀和湿法腐蚀等半导体加工工艺制备得到工作在630nm波段的悬空氮化硅基纳米梁腔阵列,利用滴注成功将胶态量子点CdSe/ZnS转移至纳米梁腔表面,仿真得到的量子点最大自发辐射增强因子可达5.26。随后,设计并搭建了 一套兼具荧光收集功能和显微成像功能的光学系统,成功... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 集成光子学与可见光集成光子器件
        1.1.1 集成光子学
        1.1.2 氮化硅光子器件
    1.2 氮化硅基纳米梁腔
        1.2.1 硅基纳米梁腔概述
        1.2.2 氮化硅基纳米梁腔的应用
    1.3 本文的工作内容及创新
        1.3.1 本文的章节安排
        1.3.2 文章的创新点
2 氮化硅基纳米梁腔的理论分析及工艺制备
    2.1 氮化硅基纳米梁腔的理论和设计
        2.1.1 氮化硅基纳米梁腔理论
        2.1.2 氮化硅基纳米梁腔设计
        2.1.3 氮化硅基纳米梁腔仿真方法
        2.1.4 氮化硅基纳米梁腔工艺制备
3 基于氮化硅纳米梁腔和胶态量子点的可见光发光
    3.1 自发辐射增强的概念
    3.2 硅基纳米梁腔的设计与制备
    3.3 测试系统与测试
    3.4 本章小结
4 高灵敏度氮化硅纳米梁腔可见光传感器
    4.1 折射率传感的介绍
    4.2 可见光传感器的设计与制备
        4.2.1 可见光折射率传感器的设计分析
    4.3 可见光传感器的制备与测试
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3035150