Перестраиваемые одномерные фотонные кристаллы на основе щелевого кремния и жидкокристаллического наполнителя

• Автор: Жарова, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1.1. Ф0Т01II1ЫЕ КРИСТАЛЛЫ

1.2. ФОТОННОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ИХ ОСНОВЕ

1.3. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ

ГЛАВА 1. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОМЕРНОГО ФОТОННОГО КРИСТАЛЛА

1.1 .МЕТОД ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ МАТРИЦ

1.2. Расчет спектров отражения периодической структуры па основе щелевого кремния

1.2.1. Изменение спектров отражения в зависимости от числа периодов периодической структуры кремний-воздух

1.3. Карты фото1 шых запреще! шых зон

1.4. Расчет карт фотонных запрещенных зон для композитных фотонных кристаллов

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА.2.ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ
2.1. Методы микроструктурирования кремния
2.1.1. Методы «сухого» травления
2.1.2. Методы жидкофазного травления
2.2. Анизотропное травление кремния
2.2.1. Анизотропное травление кремния ориентации (100)
2.2.2. Анизотропное травление кремния ориентации (ПО)
2.2.3.Маскирующие покрытия при анизотропном травлении в КОН
2.2.4. Выбор исходных материалов и метода микроструктурирования
2.3.Технология получения одномерного фото! того кристалла на основе кремния (110) с помощью анизотропного травления
2.3.1.Проектирование фотошаблона для прецизионной ориентации щелей вдоль следа плоскости (111)
2.3.2.Проектирование фотошаблонов для создания композитных периодических структур
2.4. Технология получе1 1ия периодической структуры изолированной от подложки
2.4.1. Изоляция обратно-смещеннымр-п-переходом
2.4.3. Изоляция с помощью В01-структур
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ЩЕЛЕВОГО КРЕМНИЯ И ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА
3.1. Свойства жидких кристаллов
3.1.1. Определение параметра упорядоченности по дихроичному отношению
3.1.2. Определение ориентации молекул ЖК с помощью двулучепреломления
3.1.3. Определение ориентации молекул ЖК с помощью комбинационного рассеяния света

3.1.4. Переход Фредерикса в нематических жидких кристаллах
3.2. Выбор жидкокристаллической смеси для создания композитов на основе кремниевой ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
3.3. Поляризационная спектроскопия композиті іьіх структур
3.3.1. Исследование ориентации молекул ЖК в поляризационном микроскопе
3.3.2. Определение ориентации молекул ЖК в кремниевой периодической структуре с помощью ИК спектрометрии
3.3.3. Определение ориентации молекул ЖК в кремниевой периодической структуре с помощью КРС
3.4. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
3.4.1.Регистрация электрооптического эффекта в поляризационном микроскопе на образце ср-п-переходом
3.4.2.Исследование электрооптического эффекта с помощью ИК- спектрометрии и КРС для образцов с р-п-переходом
3.4.3. Исследование электрооптического эффекта с помощью ИК- спектрометрии и КРС для образцов на БОІ-структурах
ВЫВОД К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ
4.1. Методика измерений и обработка результатов
4.2. Фотонные запрещенные зоны незаполненного Ш ФК
4.3. Спектры композитных структур
4.4. Термооптический эффект в композитных ФК
4.5. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В КОМПОЗИТНЫХ ФК
4.6. Оценка быстродействия перестраиваемого фотонного кристалла
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ
П.1. РЕЖИМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ № ФК С ПОМОЩЬЮ АНИЗОТРОПНОГО ТРАВЛЕНИЯ КРЕМНИЯ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
Прогресс оптических технологий в вычислительной технике и связи невозможен без одновременного развития их элементной базы - средств мультиплексирования, коммуникации, передачи сигналов. Новое слово в этой области - фотонные кристаллы (ФК), способные не только заменить традиционные элементы оптических систем, но и стать основой для фотонных интегральных схем [1].
1.1. Фотонные кристаллы
Понятие фотонный кристалл появилось 1987 году благодаря работам
[2, 3]. Фотонные кристаллы - это новый класс оптических материалов, для
которых характерно наличие следующих двух свойств. Первое
периодическая модуляция (трансляционная симметрия) диэлектрической
проницаемости с периодом, сравнимым с длиной волны света. Второе
наличие связанной с периодичностью кристалла фотонной запрещенной зоны
(ФЗЗ) в спектре собственных электромагнитных состояний кристалла [4]
известно из физики твёрдого тела, при наличии периодичности в структуре
материальной среды в энергетическом спектре возникают так называемые
энергетические зоны. В полупроводниковом кристалле оптические свойства
материала тесно связаны с шириной запрещённой зоны, величина которой
равна энергетическому расстоянию между потолком валентной зоны и дном

зоны проводимости. В кристаллическом твёрдом теле период решётки (а~10‘ см) сравним с длиной волны де-Бройля для электрона; при этом спектр разрешенных и запрещенных зон обусловлен значениями возможных энергетических состояний электронов и дырок. Наличие периодической структуры в веществе с периодом, близким к длине электромагнитной волны, приводит к формированию соответствующих разрешённых и запрещённых зон для фотонов. Для фотонов такое поле получают периодическим

Устойчивость пленки 8102 в щелочном растворе зависит от концентрации КОН (рис. 35) и температуры КОН (рис. 36). Отклонение от определенной концентрации травителя может приводить к резкому увеличению скорости травления диоксида кремния, а при стравливании последнего - к потере рисунка на подложке.
Рис. 35. Зависимость скорости травления БЮ2 от концентрации КОН при температуре 60°С [48].
, 12а 10СГ 8СГ бог 4СГ

0 10"

го'с
ч
X «1,0 >
> 0 «30,
&03



1о* аГ

ю* э
! о

1000,Т ("К)
Рис. 36. Скорости травления кремния ориентации (110) и оксида кремния в
44%-ом водном растворе гидрооксида калия [60].