GaAs基光学共振纳米阵列结构的制备工艺及其应用研究

发布时间：2022-08-11 09:57

　　共振纳米结构因具有定向散射光的特性,被广泛用于制备有效的抗反射涂层,随着纳米阵列结构制备工艺的迅速发展,通过在材料表面制备一层共振纳米结构可以针对特定波段增强吸收的“光管理”作用被广泛应用于光电领域。砷化镓（GaAs）光电阴极因其高灵敏度、分辨率和信噪比等优点,被作为负电子亲和势光电阴极材料广泛研究,通过在器件表面制备一层光学共振纳米结构,以阵列结构本身作为有源区,可大幅度提升有源区光吸收率,还能降低光电子的输运距离。纳米结构的形状、尺寸、分布及光学常数等都是影响其光学共振特性的重要参数,如何对这些参数进行精确控制以获得满足实际应用要求的共振光学调控效应是当今需要解决的主要技术难点之一。本文首先通过FDTD建立GaAs光学共振纳米结构模型,加以合理的边界条件,得到具有共振效应的合适尺寸的纳米阵列结构,然后纳米压印技术和SiO₂纳米球自组装法在GaAs表面制备一层刻蚀所需的阻挡层,然后利用感应耦合等离子刻蚀（ICP）得到GaAs光学共振纳米结构,通过对结果的光学特性进行了测试分析,得到反射率最低为5%的光学共振纳米结构。纳米阵列结构的制备工艺主要分为四个部分,第一部... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光学共振纳米阵列结构研究背景
    1.2 光学共振纳米阵列结构研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 论文的主要结构
2 GaAs纳米阵列光电特性仿真分析
    2.1 前言
    2.2 模型建立
    2.3 不同直径纳米阵列光学特性
    2.4 不同高度纳米阵列光学特性
    2.5 本章小结
3 纳米阵列的制备方法
    3.1 前言
    3.2 “自下而上”GaAs纳米线制备方法
        3.2.1 金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)
        3.2.2 分子束外延(MBE)
        3.2.3 溶液–液相–固相法(SLS)
    3.3 “自上而下”GaAs纳米线制备方法
        3.3.1 金属辅助化学刻蚀法(MACE)
        3.3.2 聚焦离子束刻蚀技术(FIB)
        3.3.3 反应离子刻蚀(RIE)
        3.3.4 感应耦合等离子体刻蚀(ICP)
    3.4 本章小结
4 掩膜层制备-纳米压印法
    4.1 前言
    4.2 实验试剂与实验仪器
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 掩膜层制备-SiO_2 纳米球自组装法
    5.1 前言
    5.2 单分散SiO_2 纳米球制备
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 实验内容
        5.2.3 实验结果与分析
    5.3 单层紧密排列SiO_2 纳米球掩膜层制备
        5.3.1 旋涂法
        5.3.2 垂直沉积法
        5.3.3 气液界面法
    5.4 本章小结
6 纳米阵列刻蚀工艺
    6.1 前言
    6.2 实验试剂与仪器
    6.3 实验内容
        6.3.1 SiO_2 薄膜刻蚀
        6.3.2 GaAs纳米阵列刻蚀
    6.4 实验结果与分析
        6.4.1 形貌分析
        6.4.2 GaAs纳米阵列结构光学测试结果与分析
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3674447