纳米盘光子晶体增强Si+/Ni+离子共注入SOI的光致发光
投稿时间:2020-12-29  修订日期:2021-09-10  点此下载全文
引用本文:童浩辰,唐淑敏,叶书鸣,段潇潇,李晓南,谢继阳,张璐然,杨杰,邱峰,王荣飞,文小明,杨宇,崔昊杨,王茺.纳米盘光子晶体增强Si+/Ni+离子共注入SOI的光致发光[J].红外与毫米波学报,2021,40(5):680~684].TONG Hao-Chen,TANG Shu-Min,YE Shu-Ming,Duan Xiao-xiao,LI Xiao-Nan,XIE Ji-Yang,ZHANG Lu-Ran,YANG Jie,QIU Feng,WANG Rong-Fei,WEN Xiao-Ming,Yang Yu,CUI Hao-Yang,WANG Chong.Effective enhancement of the photoluminescence from the Si+/Ni+ ions co-implanted SOI by directly constructing the nanodisk photonic crystals[J].J.Infrared Millim.Waves,2021,40(5):680~684.]
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童浩辰 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 2212301592@qq.com 
唐淑敏 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 tangshuminabc@163.com 
叶书鸣 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 ysming97@163.com 
段潇潇 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
李晓南 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
谢继阳 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
张璐然 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
杨杰 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 jieyang@ynu.edu.cn 
邱峰 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
王荣飞 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 rfwang@ynu.edu.cn 
文小明 斯威本科技大学 平动原子材料中心霍桑 3122澳大利亚  
杨宇 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091  
崔昊杨 上海电力大学 电子与信息工程学院上海 200090  
王茺 云南大学 材料与能源学院国家光电子与能源材料国际研究中心云南 昆明 650091 cwang@ynu.edu.cn 
中文摘要:报道了一种在Si+/Ni+离子共注入绝缘体上硅(SOI)基片上直接构筑纳米盘阵列光子晶体以实现SOI光致发光有效增强的方法。通过时域有限差分法(FDTD)设计出具有荧光增强效应的光子晶体结构金属膜,利用Langmuir-Blodgett(LB)方法在Si+/Ni+离子共注入SOI上排列一层聚苯乙烯(PS)小球,接着沉积一层Au薄膜,然后用电感耦合等离子体(ICP)蚀刻技术在SOI晶片顶部形成了纳米盘状的刻蚀Au光子晶体。光致发光(PL)实验表明光子晶体的引入有效增强了缺陷Si薄膜在近红外波段的发光效率。这种工艺简单、成本低且发光增益高的光子晶体在硅基集成光子学上具有重要的应用前景。
中文关键词:红外物理  光致发光  离子共注入  绝缘体上硅  光子晶体  等离子体
 
Effective enhancement of the photoluminescence from the Si+/Ni+ ions co-implanted SOI by directly constructing the nanodisk photonic crystals
Abstract:An effective enhancement of the photoluminescence from the Si+/Ni+ ions co-implanted silicon-on-insulator (SOI) by directly constructing the Au nanodisk-array photonic crystals is reported. The finite-difference time-domain method (FDTD) was employed to design and analyze the luminescence amplification of the metal film with a photonic crystal structure for luminesce from the optical defects in the SOI. The Langmuir-Blodgett (LB) method and inductively coupled plasma (ICP) etching were used to fabricate the etched Au-nanostructure photonic crystal directly on the top of SOI wafers. It indicates that the introduction of polystyrene (PS) spheres can effectively improve the luminescent efficiency in the near infrared waveband. This photonic crystal with simply fabricating processes and high efficiency exhibits great application on the optical quantum of Si-based photonics.
keywords:infrared physics  photoluminescence  ion co-implantation  silicon on insulator  photonic crystal  plasma
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《红外与毫米波学报》编辑部