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具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆及制备方法技术

技术编号:33442783 阅读:25 留言:0更新日期:2022-05-19 00:29
本发明专利技术涉及一种具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆及制备方法,SOI晶圆包括:硅衬底层、二氧化硅掩埋层以及硅纳米颗粒阵列;纳米颗粒阵列由偶数个基元周期排列构成;单个基元包括两个不同尺寸的长方体纳米颗粒,采用平行排列方式或直线排列方式;在平行或直线排列方式中,第一长方体纳米颗粒位于第二长方体纳米颗粒一侧;将第一长方体纳米颗粒的中心点与第二长方体纳米颗粒的中心点的连线作为对称轴;第一长方体纳米颗粒和第二长方体纳米颗粒分别关于对称轴呈轴对称设置。本发明专利技术硅纳米颗粒阵列采用的非对称结构增强了光信号的局域场强,与硅材料的非线性结合进一步增强了硅纳米颗粒阵列的非线性效应,并且简化了加工工艺。艺。艺。

【技术实现步骤摘要】
具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆及制备方法


[0001]本专利技术涉及光学器件
,特别是涉及一种具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆及制备方法。

技术介绍

[0002]非线性效应源于光与波导的相互作用,即光信号的电场和原子的外层电子之间形成共振从而产生非线性极化。金属,如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)制备的纳米金属颗粒阵列将光场能量高度局域在金属表面,可以表现出非线性效应。
[0003]相比于上述金属材料,硅的拉曼增益系数是石英材料的3000倍且依赖于偏振特性,波长范围在小于2.2μm的透明范围内,本身表现出明显的非线性光学特征,非线性折射率是常用石英材料的200倍。因此,硅材料有强的光束限制作用,非常有利于光的相互作用和光波导尺寸的控制,是非常好的非线性光学载体。硅的其它优点还包括:价格低廉,以及允许波长超过1.1μ的光谱成分透明传输。因此,由硅材料制备出的纳米颗粒阵列结构,在纳米尺度非线性光学元件中可以有效操控光信号的传输。同时,由于硅纳米颗粒阵列结构存在辐射损耗(辐射损耗是指一部分光信号泄露产生的损耗),阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆,其特征在于,包括:硅衬底层、位于所述硅衬底层上表面的二氧化硅掩埋层、以及位于所述二氧化硅掩埋层上表面的硅纳米颗粒阵列;所述纳米颗粒阵列由偶数个基元周期排列构成;单个所述基元包括两个不同尺寸的长方体纳米颗粒,分别为第一长方体纳米颗粒和第二长方体纳米颗粒;单个所述基元位于所述二氧化硅掩埋层上表面的单元格区域中;单个所述基元中的两个不同尺寸的长方体纳米颗粒采用平行排列方式或直线排列方式,所述单元格区域为正方形区域或长方形区域;在所述平行排列方式或直线排列方式中,所述第一长方体纳米颗粒位于所述第二长方体纳米颗粒一侧;将所述第一长方体纳米颗粒的中心点与所述第二长方体纳米颗粒的中心点的连线作为对称轴;所述第一长方体纳米颗粒和所述第二长方体纳米颗粒分别关于所述对称轴呈轴对称设置。2.根据权利要求1所述的SOI晶圆,其特征在于,所述平行排列方式中,所述第一长方体纳米颗粒和所述第二长方体纳米颗粒在长度方向上平行;所述第一长方体纳米颗粒和所述第二长方体纳米颗粒在宽度方向上间隔预设距离;所述单元格区域为正方形区域。3.根据权利要求1所述的SOI晶圆,其特征在于,所述直线排列方式中,所述第一长方体纳米颗粒和所述第二长方体纳米颗粒在宽度方向上平行;所述第一长方体纳米颗粒和所述第二长方体纳米颗粒在长度方向上间隔预设距离;所述单元格区域为长方形区域。4.根据权利要求1所述的SOI晶圆,其特征在于,所述基元的数量在40~300之间。5.一种具有非对称硅纳米颗粒阵列结构的SOI晶圆的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:准备硅衬底层;在所述硅衬底层上表面掩埋一层二氧化硅材料,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张小平张梦雨王逸松李铭晖
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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