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随着器件的微型化逐渐成为集成光电子学及其相关领域的研究热点,具有三维(3D)结构的微纳结构器件将凭借优良的结构特性和物理特性展现出明显的优势。微米管作为典型的三维结构器件,和传统的二维平面结构相比不仅具备中空的特点,还具备良好的光学和电学性能,使其能够在光学和电学器件制备、微流控传感等前沿领域展现出良好的应用前景。此外,由于自卷曲微米管具有集成可控制备的特点,所以与量子点(QDs)等增益介质的结合可以实现自卷曲微米管向器件制备的转化。制备出和自卷曲微米管相关的三维结构器件将对集成光电子学和大规模的微流控集成有突出的应用价值。本论文在GaAs衬底上生长出制备微米管所需的外延结构,通过在GaAs应变层中内嵌单层QDs增益并引入AlGaAs SCH后,借助光刻技术和腐蚀技术制备出自卷曲微米管,并根据微区光致发光(μPL)测试判断是否能获得回音壁模式(WGM)。为了实现WGM并提高光学谐振腔的品质因数(Quality factor),我们尝试了微米管的转移、微米管的悬空制备等方法。另外,探索了纳米金颗粒(Au-NPs)辅助微米管卷曲的机理,发现了一种可以减小微米管管径的方法。并尝试制备金属银颗粒在GaAs平面上的基底,通过罗丹明溶液的滴定,实现表面增强拉曼散射(SERS)。主要工作内容及成果包含以下几点:1.在InGaAs/GaAs应变双层结构中嵌入了单层QDs并引入AlGaAs SCH,利用该外延结构制备出双边自卷曲微米管。将微米管分别转移至SiOx衬底和镀有金薄膜的GaAs衬底后,测试得到了 WGM。为了进一步提高谐振腔的Q值,我们后续通过U型单边固定撕裂、单边撕裂与衬底镀金结合、基板刻蚀提高悬空距离的方法制备出了自卷曲微米管。对通过这些方式得到的微米管进行了光学特性测试,并都得到了光学谐振模式,微米管谐振腔的Q值都能达到1000左右。实现了自卷曲微米管有源微腔的制备,为进一步制备出管状功能器件的研究奠定了基础。2.在InGaAs/GaAs应变双层结构表面镀上2nm金薄膜,通过在650℃的条件下快速热退火(RTA)处理300s,形成纳米Au颗粒。牺牲层释放后得到的微米管的管径减小。通过扫描电镜(SEM)以及Raman测试的表征,发现由于Au-NPs的植入,使得外延结构的表面张力发生了变化,导致微米管管径从最初的2.7μm减小至2.4μm。金属纳米颗粒辅助卷管,为实现微米管管径的减小提供了一种简便的办法。3.开展了自卷曲场效应管(RUFET)的探索制备。利用分子束外延(MBE)技术生长相关器件所需的外延结构,并根据器件制备的工艺流程进行了版图的设计。进行了腐蚀条件的摸索以及镀电极等相关工作的探索。4.在平面GaAs衬底上镀了 2nm的Ag薄膜,通过在500℃的条件下快速热退火处理80s,制备出形貌良好的纳米银颗粒。实现了在GaAs基底上10-5M罗丹明(R-6G)探针分子的拉曼检测,验证了该基底具有SERS传感特性。为后续制备卷曲SERS基底奠定了一定基础。