基于多孔硅的一維光子晶體研究.pdf

1、光子晶體是一種新型光學(xué)功能材料，它是由具有不同介電常數(shù)的材料在空間上作周期交替排列而得到的。其最基本的特征是存在類(lèi)似于半導(dǎo)體中禁帶的光子頻率帶隙(PBG)，頻率落在帶隙內(nèi)的電磁波被禁止傳播。多孔硅是一種非常引人注目的光學(xué)材料。由于采用多孔硅制作薄膜相對(duì)簡(jiǎn)便的制作技術(shù)、非常低的制作成本和孔度可調(diào)制等獨(dú)特性質(zhì)，讓其成為了一種在光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域非常具有潛力的材料。多孔硅的孔度在一定氫氟酸濃度下制作時(shí)與電流密度成正比，所以采用周期性變化的電流密度來(lái)

2、制作多孔硅多層薄膜就形成了典型的一維光子晶體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在國(guó)外已經(jīng)成為了研究熱點(diǎn)，而在國(guó)內(nèi)相關(guān)的報(bào)道還比較少。 本論文探索了一種利用多孔硅材料制作一維光子晶體的技術(shù)。論文討論了各種工藝因素對(duì)制備過(guò)程的影響，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬討論了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)光學(xué)質(zhì)量的影響，最后成功制作了多孔硅一維光子晶體。 第一章對(duì)光子晶體的基本概念進(jìn)行了扼要的論述，介紹了目前基于多孔硅的一維光子晶體的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的主要問(wèn)題，由此引出本論文研究的

3、主要內(nèi)容。 第二章重點(diǎn)論述了多孔硅一維光子晶體原理和制備方法。本論文探討了電流密度、氫氟酸濃度、襯底類(lèi)型、制備溫度和陽(yáng)極氧化時(shí)間等關(guān)鍵工藝因素對(duì)多孔硅一維光子晶體的影響。 第三章重點(diǎn)論述了多孔硅一維光子晶體的設(shè)計(jì)。論文采用傳輸矩陣的方法對(duì)多孔硅一維光子晶體的光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了討論，并分析了周期數(shù)、折射率之比和中心波長(zhǎng)對(duì)禁帶的影響。論文還討論了不同摻雜缺陷的多孔硅一維光子晶體的光學(xué)禁帶。 第四章論述了多孔硅光子晶體