InP-SiO,2三维光子晶体的MOCVD法制备和表征.pdf

华南师范大学
博士学位论文
InP-SiO<,2>三维光子晶体的MOCVD法制备和表征
姓名:谭春华
申请学位级别:博士
专业:光学
指导教师:范广涵
20050601
壅论文指导老师┟:皇量超蕴蒸瞳主席:蕴哗学位申请人碌肯虮狙宦畚拇鸨缥被崽峤≯哨每鋙题为⒚慈ζサ篺奎碰幽旦鱼业タ惫鑫纽的博士论文,华南师范大学博士学位论文答辩合格证明经答辩委员会审议,本论文答辩合格,特此证明。学位论文答辩委员会委员┟委员:,●
摘要晶体已成为世界研究领域的热点课题之一。本文围绕猄:三维光予晶体的制备和表征展开。首先利用重力沉积法和垂直沉积法制备了胶体光子晶体用填充的庾泳迥0澹诖嘶∩辖辛薎婺0蹇障吨械腞生长。获得的主要研究成果包括:杓屏薎成核条件实验,通过对成核条件的研究,发现成核温度和。流量对庋庸逃凶胖匾5挠跋欤潭跋斓剿票秆返墓庋氏温下在呵虮砻娴某珊四P徒馐土松鲜鍪ü笛檠芯苛松ぶ芷诙訲填充的影响,结果表明采用周期生长模式可有充率越高,光子带隙的移动越显著。ü笛椋治隽薎夕由さ挠跋煲蛩兀运玫腗优化,确立了合适的外延生长工艺流程。在优化的生长条件玫絀结晶质笛榱顺。光子晶体模板的方法,优化腐蚀条件之后可将G蛉ú渴慈訧在9庾泳蹇障赌诘挠畔壬せ平辛死砺鄯治觥S跋霫在空隙内优先生长的因素主要有:低压生长,凹角成核,异质同构和品格匹配。軮不同生长阶段在呵虮砻娴男蚊玻岢隽说鹤闯珊嘶砗侠淼亟馐了实验现象。疓多量子阱光学特性的影响,结果表明可显著关键词:光子晶体,欧泊,有机金属气相化学沉积,扫描电子显微镜,紫外一可见反射光谱由于光子晶体能够控制光在其中的传播,所以它的应用十分广泛,目前光子泊⒔辛薙表征年瓷淦撞馐裕潭趃牡咨侠弥亓Τ粱ㄖ票噶诠惴旱餮械幕∩仙杓屏硕捞氐脑趕。光予晶体模极空隙中生长模荆艺,事实表明该生长【:艺对提高谀0蹇障吨械奶畛渎示哂兄凉刂匾5淖特性。结果表明低温有利于珊耍鳬在空隙内的填充率随成核阶段。效提高奶畛渎省@銮以赥碓ㄈ肓恳欢ǖ奶跫拢芷谑匠ぃ琁的填量和填充率较高的样品。。芯苛藄粼佣訡提高量子阱的荧光强度。流量的增加而增加。提出了验现象。长工艺进行了用。华南师范夫学博士学位论文
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第一章绪论随着人类科学技术的飞跃发展,社会在不断取得进步,人们对认识世界的能力提出越来越高的要求。上钦庵中枰9奈琛⒈薏呖萍级∽髡吲Ψ芏罚タM匾桓霾嬉桓鲋熘5领域,使人类的社会生活发生着越来越迅速的变化。世纪半导体材料的出现,把我们带入,以电了为信息载体的电子信息时代,从真空管到超大规模集成电路,引起了人类史上从未有的变革,给人类社会带来了一场科技大革命。电子器件的发展广泛应用于各个领域,特别是信息产业的发展把人类的生活质量提高到一个新的水平。目前、仁导体技术正向着高速度高集成化方向发展但这也不可避免地引发丁一系列问题:比如电路中能量损托过犬导致集竞片发热,此外由于高速处理对信号在器件中的延迟提出了更高的要求,电子器件的集成度不能无限地增加,特别是在纳米区域内,量子效应及热波动极大地影响了电一骷男阅埽氲继迤骷哪芰σ鸦镜酱锪思蓿诘缱釉硕陌氲继迤骷丫不能满足社会发展的要求。为了解决上述矛质,人口匦胙罢腋咚俣取⒏咝实男虏料。“光子”这个概念应运而生。激光的产生、量子电子学和量子电动力学的充分发展以及光子学的产生为光子晶体的产生准备了充分条件。光予具有电子所无法比拟的传输特性,寻找可替代电子材料的光子材料迅速成为人们关注的焦点,光子晶体就是在这样的背景下产生的。光子晶体的思想起源于对物质光学性质的研究。正如在电子学和半导体技术中人够随意控制电予的运动一样,科学家们希望在一种新型的光学材料中同样能够控制光予的运动。光予品体是最有希望实现这一目的的材料。信息产业的梦想之一是由光子替代电子传递信息,因为光子有着电子所不具备的优点,同电子的特性相比,光脑诵兴俣仍陡哂诘缱拥脑诵兴俣龋荡可达到几十兆赫旌还庾邮堑缰行粤W樱挥邢嗷プ髌琲,因此能耗低,抗干扰能力强;光子具有频率和偏振锋多重信息,因此具有更高的信息容量;光予器件不像电子器件那样会发热,,信息的传输速度将大幅度提高。光纤在通信方面的应用,使得我们朝着实现光子替代屯子方面迈出了可喜的一步。光子晶体的概念是由和】在年各自提出的,它是根据传统的晶体概念类比而来的,畛醯南敕是用一种材料来改变在其中传播的光的性质,就像我们利用半导体材料改变在其中通过的电子的性质一样,光子晶体实际上就是一种将不同介电常数的介质在空问中按一定周期排列而形成的人造晶体,排列周期为光