基于微纳加工技术改性半导体材料及其光电器件制备研究

发布时间：2021-12-01 23:54

　　从20世纪以来,微纳加工技术的不断进步,推进了半导体工业的全面快速发展。很多科学理论上的预言受制于设备和制备手段的局限性,很难得到实验和应用上的验证。微纳制备技术的更新以及基础理论的不断完善,为这些科学预言走向现实应用提供了良好的平台。微纳加工技术的成熟赋予了材料在光学和电学上新的应用,比如激光微腔、光学超材料、光学超表面、光电探测、生物探测等。因此,基于微纳加工技术在新材料、新器件、新功能上的研究和探索,可以开发出更多具有科学意义的器件和材料特性。本论文利用微纳加工技术深入研究了半导体材料性质以及其光电器件上的应用。主要创新内容如下:利用光刻微纳加工技术制备了硅基光学磁性器件;利用简单电子束蒸镀制备了具有微纳结构的石墨烯表面拉曼增强光学器件,并应用于生物细胞探测;基于电子束微纳加工技术的电子与物质的相互作用,制备了卤素钙钛矿微纳光电器件以及探索了其离子传输特性。具体研究内容如下:基于大面积的微纳加工技术,研究了传统硅半导体材料在新型微纳光学器件上的应用。通过改变周期性的微结构参数改变了硅薄膜的光学性质,实现了在特定波长下的磁谐振。首先从理论模型计算得出,改变周期性微结构的参数,可以实... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

微纳加工技术的应用领域发展[5]

、样品台、控制电子学部件组成。电子光学光路主要束阻断器以及电子束偏向装置。电子源可以是热离据设计，电子束能量可以从 1 ~200 keV 变化，单点实验要求决定电子束电流以及扫描场大小。样品的馈来控制，因此一个大面积的图案需要将整个图案光。电子束刻蚀的分辨率取决于电子束的大小和电对于一个光刻胶，电子会有小角度的前向散射和部前向散射电子会使原始电子的直径变宽，背散射电递（称为临近效应）。在这个过程中，电子会被减与光刻胶发生反应。由于背散射电子的叠加，使得形式。二次电子诱导光刻胶发生聚合、交联或者链应可以通过控制电子束剂量或者复杂的软件计算的能量的电子束由于其较短的渗透深度具备有限的临薄的光刻胶，在低能量电子束下，光刻胶较高的灵

第 1 章 绪 论高能量的电子束可以得到更加精细结构。在图 1-3 中，通过 50 keV 和 200keV 的电子束曝光，剥离，经过反应离子束刻蚀得到的 SiO2微纳结构，该结构的尺寸可以低于 100 nm[36]。在图 1-4 中，利用电子束刻蚀制备了 X 光光刻的掩模板，经过电子束刻蚀和反应离子束刻蚀，实现了 50 nm 的线宽[39]。电子束刻蚀也被应用于打孔、诱导生长、无机材料（SiO2、AlF3等）表面处理、自组装薄膜等应用[40-44]。


本文编号：3527301