硅是地殼中含量最豐富的元素之一,具有許多優(yōu)異的特點:首先,圓晶硅加工方便,機械性能良好,相較其他的半導(dǎo)體材料成本更低;其次,硅的折射率較大,且在通訊波長是透明的,在某些波段非常適合作傳輸波導(dǎo);第三,硅基光電子技術(shù)與目前成熟的互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝高度兼容,技術(shù)經(jīng)驗積累十分充足;另外,硅的等離子體色散效應(yīng)非常顯著,基于此的硅基光調(diào)制技術(shù)也在不斷取得突破�？梢哉f,硅是目前應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料。但由于自身的禁帶寬度較大（1.12 eV）,硅無法吸收波長大于1100 nm的光,這就限制了硅材料在紅外范圍內(nèi)的應(yīng)用。為了拓展硅材料的吸收范圍,研究人員提出了在硅材料表面制作金屬微納結(jié)構(gòu),激發(fā)表面等離極化激元的方式,來提高材料在紅外波段的吸收。針對表面等離激元的研究是微納光學(xué)領(lǐng)域近年來最受關(guān)注的熱點之一。表面等離極化激元是一種沿金屬-介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ奶厥獾谋砻娌?能有效地將能量限制在一個非常薄的范圍內(nèi)。這種表面波具有較大的波矢,有機會突破衍射極限,并能在近場范圍內(nèi)導(dǎo)致明顯的場增強效果,實現(xiàn)在亞波長尺度下的光場調(diào)控作用。另外,表面等離極化激元在傳播過程中會無輻射衰減形成熱電子,這意味著限制材料吸收波... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

硅材料的廣泛應(yīng)用Figure1.1WideapplicationsforSimaterial

的光吸收原理相鄰原子之間的相互作用是很強的，因此不能個相互獨立的個體。根據(jù)能帶理論，價帶電子不整個系統(tǒng)所共有。在近自由電子近似中，所有性的等效勢場，通過求解薛定諤方程對電子能量就是半導(dǎo)體材料中的能帶結(jié)構(gòu)。每個能帶中都為這些離散能級是準連續(xù)分布的。價帶和導(dǎo)帶間隔的距離被稱為禁帶寬度（Eg），是固體材料性、光吸收本領(lǐng)等許多特性都與它有著密不的材料稱為電導(dǎo)體，帶隙較寬（ 3 eV）的材料在 0.1 eV~3 eV 之間的材料稱為半導(dǎo)體。圖 1.圖。

激元學(xué)簡介從本質(zhì)上了解等離激元的概念，需要回溯到兩種最基本的粒子和光子。在過去的幾十年里，科學(xué)技術(shù)的進步和革新極大地。這些令人矚目的創(chuàng)新成果很多都是基于我們對這兩種粒子的導(dǎo)體領(lǐng)域，對電子愈加精細的控制導(dǎo)致了一系列的重大突破，手機，以及數(shù)碼相機等等。另一方面，一些基于光子控制的材展也對社會產(chǎn)生了巨大影響，例如無線通訊、光纖及微波技術(shù)電子和光子設(shè)備都有其自身的局限性—電子設(shè)備具有納米量應(yīng)速度比較低，一般小于 10 GHz；基于光子的設(shè)備則恰恰相應(yīng)速度及帶寬，但是其體積和尺寸會受制于衍射定律，無法進

【參考文獻】：
期刊論文
[1]面向產(chǎn)業(yè)需求的21世紀微電子技術(shù)的發(fā)展（上）[J]. 王陽元,黃如,劉曉彥,張興.  物理. 2004(06)



本文編號：3139277