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:2021-03-10  点此下载全文
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童浩辰 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 650091
唐淑敏 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
叶书鸣 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
段潇萧 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
李晓南 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
谢继阳 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
张璐然 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
杨杰 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
邱峰 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
王荣飞 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
文小明 斯威本科技大学转化原子材料中心 
杨宇 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 
崔昊杨 上海电力大学电子信息工程学院 
王茺 云南大学材料与能源学院国家光电与能源材料国际研究中心 650091
中文摘要:我们报道一种在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:离子共注入,绝缘体上的硅,光子晶体,光致发光,等离子
 
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:ion co-implantation, Silicon  on insulator, Photonic  crystal, Photoluminescence, Plasma
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