多孔硅的特性研究及一維多孔硅光子晶體的制備

摘 " "要：本文主要對(duì)P型單晶硅片進(jìn)行電化學(xué)刻蝕，通過(guò)改變電流密度和腐蝕時(shí)間來(lái)控制多孔硅的孔隙度及多孔層厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著腐蝕時(shí)間與電流密度的增加，多孔硅的孔隙度逐漸增大，多孔層厚度逐漸增加。采用電流-時(shí)間調(diào)制，制備出一維多孔硅光子晶體，通過(guò)掃描電子顯微鏡測(cè)試其形貌。

關(guān)鍵詞：多孔硅;電化學(xué)腐蝕;孔隙度;多孔層厚度;一維多孔硅光子晶體

中圖分類(lèi)號(hào)：TN304 " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " " " " " 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0267-02

引 言

21世紀(jì)將是光子時(shí)代，光子學(xué)與以光子物質(zhì)為基礎(chǔ)的光子材料的發(fā)展將極大地加快了人類(lèi)邁入光子時(shí)代的步伐。光子晶體自誕生以來(lái)，各種光子器件及其光路集成可以用來(lái)控制光子行為，是開(kāi)發(fā)新一代光子器件領(lǐng)域中最有前途的新型光子材料之一[1]。多孔硅是一種有著巨大比表面積的納米硅基材料，具有折射率調(diào)制范圍廣的特點(diǎn)。由于其具有很高的化學(xué)活性，是一種極具應(yīng)用價(jià)值的新材料。

一維多孔硅光子晶體是指多孔硅的折射率發(fā)生周期性變化的光子晶體，是一種多層的多孔硅結(jié)構(gòu)。目前，許多報(bào)道都集中于采用電化學(xué)方法來(lái)制備多層多孔硅結(jié)構(gòu)[2～3]。而電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制備一維多孔硅光子晶體是在硅襯底上制作出不同孔隙度周期交替性變換的多層多孔硅薄膜結(jié)構(gòu)，從而得到了由兩個(gè)不同的折射率周期性交替變換的多層多孔硅所構(gòu)成的光子晶體結(jié)構(gòu)。通過(guò)證實(shí)，采用該方法制備出來(lái)的光子晶體結(jié)構(gòu)在性能上完全可以與傳統(tǒng)的光學(xué)多層膜結(jié)構(gòu)相媲美，現(xiàn)己引起了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。……