《B與H離子共注入剝離SiC晶體波導特性的研究》是依託山東大學，由管婧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：B與H離子共注入剝離SiC晶體波導特性的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：管婧
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用H離子注入SiC晶體剝離方法製備光波導可以獲得接近於單晶的SiC波導層結構。B離子預注入引入的空位缺陷可以促進H複合體的產生，退火過程中B離子的吸附效應有助於H複合體轉化為H2微泡，可以有效降低降低H注入劑量和退火剝離溫度。本項目主要對B、H離子共注入SiC晶體剝離過程展開研究，利用RBS/Channeling、紅外吸收譜、拉曼散射譜等表征技術，分析B離子注入參數對於形成H複合體種類及比例的影響，探討B離子促進H複合體微泡轉化的物理機制，結合晶片鍵合工藝在SiO2層上製備剝離後的SiC光波導結構，為注入摻雜促進雙元素晶體離子束剝離的理論研究提供實驗依據。
結題摘要
碳化矽（SiC）晶體適合製備從可見到近紅外特別是遠程光通訊波長下工作的光波導結構和器件，利用H離子注入SiC晶體剝離方法製備光波導可以獲得接近於單晶的SiC波導層結構。本項目主要探索H離子注入SiC樣品中H凝泡剝離以及B雜質引入對過程的影響，研究離子注入、退火參數對H凝泡機制的影響；採用精細切割將平面光波導重構為脊型波導光波導結構，利用微納加工在波導上形成波導功能器件的雛形；通過稜鏡耦合、端面耦合等波導測試設備測試波導的導模、近場光強分布，傳輸損耗等光學特性。主要研究結果包括：將劑量為8×1016 ions/cm2的H離子注入SiC晶體，退火後觀測到H離子氣泡聚集，該聚集現象存在溫度閾值，低於退火溫度閾值850°C不會產生凝泡。利用C離子注入PPLN晶體脊型波導結構，對波導區的非線性特性進行了測量，實驗表明注入能量積累會降低材料的非線性性能，退火可以將該效應有效消除，波導中實現了通訊波長L波段的二次諧波的產生，波導的低損耗和較好的轉換效率使得其在非線性光學處理方面具有潛在的套用。利用C離子注入雷射晶體Nd: YGG製備了平面波導結構，平面波導的損耗為0.83dB/cm具有較高的傳輸質量， Nd離子的發光特性在波導層中得到了很好的保持，該結構有望在集成雷射方面得到進一步套用。利用聚焦離子束刻蝕在LNOI波導薄膜上製作了光柵耦合器和打孔光子晶體結構，利用280PA束流在脊型波導上成功刻蝕約12微米長的光柵耦合器結構，光柵周期約960nm；採用120PA刻蝕束流，製備六角形排列空氣孔光子晶體結構，晶格常數為a=520nm，氣孔半徑r=0.25a；該工作為微納加工技術在波導上進行功能器件間的加工提供了有益的探索。
