自卷曲微米管是利用微納自卷曲技術(shù)構(gòu)筑的一類重要的三維管狀功能結(jié)構(gòu),具備通道中空、管壁光滑、尺寸可控等諸多特點,可廣泛應(yīng)用于光電子集成、微流控、液體傳感、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。根據(jù)自卷曲材料的不同,自卷曲微米管可細分為無源微米管(如Si/SiO2、SiOx/SiNx微米管)和有源微米管(如InGaAs/GaAs微米管),其中有源微米管一般由Ⅲ-Ⅴ族應(yīng)變半導(dǎo)體材料自卷曲而成,可極為方便地在其管壁中嵌入量子阱(QW)、量子點(QDs)等增益介質(zhì)顯著增強其發(fā)光特性,最終獲得卷曲管狀微腔——即有源回音壁模式(WGM)光學(xué)微腔,因此倍受關(guān)注。目前,已有利用卷曲管狀微腔進行液體傳感的相關(guān)報道,但大多是基于無源卷曲管狀微腔且靈敏度僅幾百。因此,制備可用于液體傳感的高品質(zhì)因數(shù)(Quality factor)有源卷曲管狀微腔并顯著提升其液體傳感特性(傳感靈敏度和檢測極限)具有十分重要的研究意義。本文就嵌入單層InAs自組織QDs的高品質(zhì)因數(shù)InGaAs/GaAs自卷曲管狀微腔的制備、光學(xué)特性表征及液體傳感進行了一系列的實驗探究,論文主要工作及成果如下:1.在InGaAs/GaAs應(yīng)變雙層結(jié)構(gòu)中嵌入了由上、下Al...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 自卷曲微米管及其相關(guān)器件的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
    參考文獻
第二章 微納自卷曲技術(shù)及微米管的制備
    2.1 微米管自卷曲原理
    2.2 自卷曲微米管管徑的理論計算
    2.3 制備自卷曲微米管所需實驗設(shè)備
        2.3.1 光刻機
        2.3.2 恒溫水浴槽
        2.3.3 接觸式臺階儀
        2.3.4 磁控濺射儀
    2.4 微米管的制備
        2.4.1 外延結(jié)構(gòu)的生長
        2.4.2 光刻技術(shù)和腐蝕技術(shù)
        2.4.3 微米管制備的方法
    2.5 表征自卷曲微米管所需實驗設(shè)備
        2.5.1 光學(xué)顯微鏡
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.3 PL光致發(fā)光光譜儀
    2.6 本章小節(jié)
    參考文獻
第三章 嵌入InAs QDs的微米管的光學(xué)特性研究
    3.1 嵌入InAs QDs的外延結(jié)構(gòu)的設(shè)計
        3.1.1 量子點QD
        3.1.2 外延結(jié)構(gòu)生長
    3.2 嵌入InAs QDs的自卷曲微米管的制備
        3.2.1 獨立臺面雙邊卷曲制備微米管
        3.2.2 單邊固定撕裂U型臺面制備微米管
        3.2.3 單邊固定撕裂U型臺面與襯底鍍金結(jié)合制備微米管
        3.2.4 單邊固定撕裂外邊緣增加周期性圖案的U型臺面制備微米管
    3.3 嵌入InAs QDs的微米管的光學(xué)性能表征
        3.3.1 獨立臺面雙邊卷曲制備的微米管的光學(xué)性能表征
        3.3.2 轉(zhuǎn)移至SiO_x襯底的微米管的光學(xué)性能表征
        3.3.3 單邊固定撕裂U型臺面微米管的光學(xué)性能表征
        3.3.4 U型臺面兩臂間鍍金抬高懸空高度的微米管的光學(xué)性能表征
        3.3.5 自卷曲微米管光泵激射研究
    3.4 本章小節(jié)
    參考文獻
第四章 卷曲管狀微腔的液體傳感特性研究
    4.1 卷曲管狀微腔的液體傳感特性研究背景
    4.2 嵌入InAs QDs的卷曲管狀微腔的制備
    4.3 嵌入InAs QDs的卷曲管狀微腔的液體傳感特性研究
        4.3.1 嵌入InAs QDs的卷曲管狀微腔的液體傳感特性驗證
        4.3.2 卷曲管狀微腔對不同濃度的鹽溶液的液體傳感特性研究
        4.3.3 卷曲管狀微腔對標(biāo)定折射率的鹽溶液的液體傳感特性研究
    4.4 本章小節(jié)
    參考文獻
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
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本文編號：3851636