【摘 要】
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纳米光子学结构材料因其优良的光电性能在光电子器件领域被广泛应用,其所用到的是利用米氏散射光学共振效应来实现对于光的调控。GaAs纳米柱阵列结构具有纳米光子学结构的优良特性,由其制备的GaAs光电阴极具有量子效率高、暗电流小、工作寿命长等优点。因此,本文首先通过不同的掩膜以及选择不同的方法制备出GaAs衬底表面单层掩膜层,然后利用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀制备出GaAs纳米柱阵列结构,最后对所制
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纳米光子学结构材料因其优良的光电性能在光电子器件领域被广泛应用,其所用到的是利用米氏散射光学共振效应来实现对于光的调控。GaAs纳米柱阵列结构具有纳米光子学结构的优良特性,由其制备的GaAs光电阴极具有量子效率高、暗电流小、工作寿命长等优点。因此,本文首先通过不同的掩膜以及选择不同的方法制备出GaAs衬底表面单层掩膜层,然后利用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀制备出GaAs纳米柱阵列结构,最后对所制备好的纳米柱阵列结构进行Cs/O激活实验,制备出反射式纳米光子学结构GaAs光电阴极。对于GaAs纳米柱阵列结构的制备主要分为两部分,即掩膜层的制备和纳米柱阵列的刻蚀。本文采用水气界面自组装的原理用LB膜拉膜技术来制备聚苯乙烯（PS）纳米球单层掩膜层,分析加入甲醇的比例对于自组装的影响,得到均匀紧密排列的直径为300nm的PS纳米球单层掩膜层,然后通过研究气体的选择、加入的气体流量、刻蚀功率和刻蚀时间等影响因素,来寻求掩膜层刻蚀的最优工艺参数,然后以此为掩膜刻蚀GaAs得到直径为100nm的适应于偶极子共振和直径为230nm的适应于四极子共振的GaAs纳米柱阵列结构。除此之外,对于固定尺寸的纳米阵列结构的制备,纳米压印法有其独有的优势,本文采用的纳米压印的模板直径为110nm,在GaAs衬底上生长一层Si O2膜,再在其上旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,将纳米压印模板的图形转移到PMMA上,通过选择性刻蚀去除图形以外的PMMA,再进行以不同掩膜对不同材料的刻蚀,最终得到GaAs纳米柱阵列结构。最后以此结构进行光学测试和激活测试,得到反射式纳米光子学结构GaAs光电阴极。验证了纳米阵列结构的光学共振效应,反射率得到明显降低,为其在光电阴极领域的应用奠定了基础。
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