导读:本文包含了硅基微结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅基光子学,时空对称,人工神经网络,逆向设计
硅基微结构论文文献综述
刘昂[1]（2019）在《微结构硅基光子学器件性能的研究》一文中研究指出集成电路(IC)由于量子尺寸和功耗问题越来越无法满足现代社会对高速数据处理和信息传输的要求。人们越来越关注到光子作为信息载体时的独特优势,希望可以利用光子延续摩尔定律的发展。在这样的时代背景下,硅基光子学得到了广泛的研究。而对硅基光子系统性能的提升成为了重要的课题。除了利用基于传统理论的设计和优化方法外,将其他领域的理论向光学领域和硅基光子系统进行推广以及结合近些年发展迅速的人工智能和逆向设计等新的技术手段都将为提升硅基光子系统的性能提供新的动力。本论文主要研究了提升硅基光子系统性能的新方法,主要创新点如下。引入了时空对称理论,提出了在自发PT对称性破缺的双模波导中,损耗介质对模式耦合损耗具有额外的增强作用。通过在双模SOI波导上设计有效折射率实部和虚部的微扰分布,构建了处于厄米相、破缺的PT对称相和纯吸收相的叁种器件。通过数值计算和实验有效地验证了当系统处于破缺的PT对称相时,相比于纯吸收相将具有更高的对目标输出模式能量的损耗。在该方案中,损耗介质在常规的光吸收作用以外,还引入了从厄米相到破缺的PT对称相的相变,而后者强烈地阻止从输入模式到输出模式的能量耦合,可以有效地增强模式耦合损耗。实验结果显示,模式耦合损耗增强因子可以达到17dB,且具有较高的带宽。通过时空对称理论增强硅基SOI波导内模式耦合损耗的方案,可以为吸收型光强度调制器或光开光提供一种新型的设计思路,使得对于电控损耗介质的利用更加高效,提高调制深度或消光比。引入了人工神经网络算法,提出了使用卷积神经网络分析多模波导内模式能量分布的方案。该方案不依靠以往常用的空间模式排序技术,降低了器件层面的复杂度,并将此负担转移到了数据处理层面。针对片上常见的薄SOI多模波导和SOI重多模波导,分别设计了专用的卷积神经网络和普适的二维卷积神经网络,从而利用预处理后的远场光强图像预测模式能量分布。这些训练好的卷积神经网络的性能经验证能够达到较高水准。在SOI重多模波导中,该性能也没有下降。此外,训练好的卷积神经网络经验证对噪声具有较高的鲁棒性。这种利用卷积神经网络分析多模波导中的模式能量分布的新方法对于空分复用和结构光领域具有较高的潜在应用,并且可以拓展到多模光纤体系。引入了逆向设计理念,提出了利用粒子群优化(PSO)算法设计超小尺寸高性能的硅基模式转换器的方案。该方案将模式转换器耦合区域的单侧宽度变化和总长度参数化,并给予它们合理的取值范围形成解空间。以FDTD计算出的TE00模的平均前向透射率为适合度函数,不断更新在解空间搜索的粒子的速度和位置,从而逐渐逼近全局最优解。根据上述逆向设计的理念,得到了模式转换器的全局最优参数(或接近最优)并对其尺寸、插损、背向散射、模式转换率、模式纯度和加工误差容忍度等多个性能指标进行了分析。通过和前人结果进行比较,该模式转换器表现优异。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
代朋辉,唐亚华,杨青慧,张怀武,文岐业[2]（2019）在《基于硅基微结构高性能太赫兹波电控调制器》一文中研究指出通过硅基微结构与二氧化钒(VO_2)相变薄膜相结合,设计并实现了一种电控太赫兹幅度调制器件。该调制器具有很高的太赫兹波透射率与极低的器件插损,同时具有大的工作带宽和调制深度。仿真和实验测试结果表明,该调制器对太赫兹波的增透响应带宽为0.25～0.95 THz波段。在0.4～0.85 THz频段内(约450 GHz宽带)的透射率超过80%,相较于硅衬底的透射率增加了10%以上,且透射率最高可达85%。对该器件电调控后,调制深度可达76%以上,器件透射率变化幅度可达65%。因低插损、大调制幅度以及宽工作带宽,该太赫兹调制器在太赫兹成像和通信系统中具有重要的应用价值。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2019年01期）
冯志麟[3]（2018）在《硅基微结构气敏传感器的微热板设计及Si-NPA的有机蒸汽气敏性研究》一文中研究指出微型化热设备,如微加热器、温度传感器、流量传感器、气体和湿度传感器等,通常需要低导热系数的薄底物,以减少热损失,提高灵敏度和效率。由于气体传感器的工作性能要仰赖于采用的敏感材料的属性,而所有气敏材料,它们的气敏特性都与温度有着密切的关系。因此本文利用有限元分析软件ANSYS对加热板的温度分布进行了模拟,进而对其基底结构和电极结构进行了优化,来达到提升气体传感器的敏感性能和降低功耗的目的。本文在气敏薄膜的导电机理和传热学中的有限元理论的基础上,利用多孔硅的低导热性设计一种比SiO_2绝热层功耗更低的以多孔硅作为绝热层的新式微气体传感器微热板结构。通过仿真分析在加热电极上加载的热生成率为10~(10) W/m3的载荷,其余相同条件下,多孔硅作绝热层的加热板产生的温度比SiO_2绝热层产生的高11℃,因此当需要达到相同温度时,多孔硅作绝热层功耗更低。本文还对一种区域有序的且大小可控的基于硅纳米孔柱阵列的室温气体传感器进行了性能分析,它被作为室温有机蒸气传感器研究对于乙醇、丙酮的气敏性能。并用I-V曲线表示。I-V曲线表明,这些硅纳米孔柱阵列气体传感器对乙醇和丙酮有机蒸气敏感。开启阈值电压约为0.5 V,工作电压为3 V。在1%乙醇蒸气中,响应时间为5 s,恢复时间为15 s,此外,对硅纳米孔柱阵列气体传感器的稳定性进行评价。气体稳定结果可用于实际检测。这些优良的传感特性主要可以归因于,硅柱上气体分子的物理吸附以及空洞中气体蒸气的填充,造成硅纳米孔柱阵列整体介电常数的变化。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
刘小翼[4]（2018）在《基于表面等离激元的硅基微结构材料红外光学特性研究》一文中研究指出硅是地壳中含量最丰富的元素之一,具有许多优异的特点:首先,圆晶硅加工方便,机械性能良好,相较其他的半导体材料成本更低;其次,硅的折射率较大,且在通讯波长是透明的,在某些波段非常适合作传输波导;第叁,硅基光电子技术与目前成熟的互补金属氧化物半导体工艺高度兼容,技术经验积累十分充足;另外,硅的等离子体色散效应非常显着,基于此的硅基光调制技术也在不断取得突破。可以说,硅是目前应用最为广泛的半导体材料。但由于自身的禁带宽度较大(1.12 eV),硅无法吸收波长大于1100 nm的光,这就限制了硅材料在红外范围内的应用。为了拓展硅材料的吸收范围,研究人员提出了在硅材料表面制作金属微纳结构,激发表面等离极化激元的方式,来提高材料在红外波段的吸收。针对表面等离激元的研究是微纳光学领域近年来最受关注的热点之一。表面等离极化激元是一种沿金属-介质界面传播的特殊的表面波,能有效地将能量限制在一个非常薄的范围内。这种表面波具有较大的波矢,有机会突破衍射极限,并能在近场范围内导致明显的场增强效果,实现在亚波长尺度下的光场调控作用。另外,表面等离极化激元在传播过程中会无辐射衰减形成热电子,这意味着限制材料吸收波段的因素由材料自身的禁带宽度变成了金属与介质界面处的肖特基势垒高度,为提高硅的红外吸收提供了可能。因此,表面等离极化激元在诸如超材料、非线性光学、太阳能电池、高集成度光电器件等领域具有广阔的应用前景。与其他方法相比,基于金属微结构的表面等离极化激元有许多独有的特性,例如,通过改变微结构的参数,可以人为地控制吸收带的频率,谱宽等特性,实现吸收带的可调谐特点;通过制备相应的一维或二维微纳结构,可以实现对具有偏振特性的入射光的不同响应。另外,通过特殊的设计来抑制等离激元的损耗也是十分有意义的工作。根据以上几点,本文通过仿真对设计的各种硅基金属微纳结构的特性做出预测,并在实验中利用激光直写、电子束曝光等手段,制备这些结构来实现相应的功能。具体来说,论文的主要工作有以下几点:1.利用新型的一维硅基金属微纳结构,实现了谐振峰的线性可调谐性。利用激光直写等手段,将一维光栅图案制备在圆晶硅片上,并用磁控溅射的方式沉积薄膜,最终获得一种多层金属-介质交替排列的光栅结构。光栅内部的多层膜会形成法布里-珀罗腔结构,导致具有高度频率选择性的多模式谐振。通过拟合的方式计算了波导端面处的附加相移,计算结果与仿真高度吻合。研究了多层结构各类参数对实验结果的影响,对工艺上的误差进行了分析。经过具体的设计,这种法布里-珀罗模式的主要谐振级次可以恰好分布在几个红外大气窗口内,具有巨大的应用价值。2.利用新型复合一维光栅结构,基于表面等离极化激元不同模式之间的耦合,实现了对结构损耗的有效抑制。在利用激光直写制备图案之后,利用反应离子束刻蚀,将样品表面刻出一维的槽状结构,之后再进行镀膜处理。保留的多层膜部分仍然会激发法布里-珀罗谐振模式,而沟槽部分会激发额外的腔效应与之发生耦合,从而降低整个结构的损耗。通过分析耦合模式的各种参量,给出了结构整体以及部分损耗之间的关系,提供了一种估算复合结构损耗的新思路。在具体的计算过程中,提出了利用场强积分来确定有效模式面积的方法。此外,借助金属-介质-介质多层膜结构,利用准静态极限处结构辐射特性的突然变化,实现了场增强效应的最大化,使得这种槽状多层光栅在具有较低损耗的同时,保持了良好的场增强能力,而这正是设计高品质等离激元器件的关键。3.利用二维金属微纳结构,实现了硅基材料窄带或宽带的吸收效果,并且不依赖于入射光的偏振状态。设计了若干种二维结构,包括金属纳米天线,深孔阵列,以及随机的银纳米颗粒。前两种结构都保留了法布里-珀罗谐振的一些特点,同时又实现了对偏振的不敏感性。通过仿真,给出了纳米天线的谐振光谱,由于狭缝波导的两端是等效界面,所以对附加相移也产生了一定影响,但拟合求解的方式仍然适用。研究深孔阵列结构,给出了基于介质-金属-介质的不对称叁层波导中表面等离极化激元的谐振模式,这种结构具有宽波段的高吸收效果。通过在硅表面镀制银膜并高温热处理的方式,制备出了随机大小及分布的银纳米颗粒,银颗粒的尺寸大致由热处理的温度决定。这种结构尺寸以及分布的高度的随机性,导致了其在1200 nm-2500 nm波段内的超宽带的吸收效果,展现了与之前各种结构截然不同的特点。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
尹海清[5]（2018）在《两种新型硅基陶瓷的微结构与微波性能研究》一文中研究指出随着移动通讯和物联网的快速发展,人们对信号带宽有了更高的要求。设备的高频化已成为微波器件设计发展的必然要求,这使得具有高性能的低介电常数微波介质陶瓷成为微波器件和微波电路板设计的关键材料。本文采用传统的固相烧结法合成具有低介电常数的硅长石型Ca_2(Al_(1–x)Mg_x)(Al_(1–x)Si_(1+x))O_7系列微波介质陶瓷、橄榄石型(Mg_(1-x)Li_(0.5x)Y_(0.5x))_2SiO_4以及Mg_(2-x)Y_xSiO_(4-x)N_x系列微波介质陶瓷。实验采用X射线衍射、扫描电镜、矢量网络分析仪、阻抗分析仪等测试分析方法,研究各体系陶瓷的微观结构与微波介电性能之间的相互制约关系,探究不同组分对材料的微波介电性能参数和结构的影响。Ca_2(Al_(1–x)Mg_x)(Al_(1–x)Si_(1+x))O_7系列陶瓷,通过XRD分析,在各组分中都获得了单相的物质,随着x的增大,31.3°峰的位置向高角度偏移。XRD数据的Rietveld精修得到晶胞体积随着x的增大也增大。由于取代离子Mg~(2+)和Si~(4+)的平均离子极化率大于被取代Al~(3+)的离子极化率,从而导致ε_r也随着x的增大而增大。在低频介电温谱中,看到随着温度的升高,ε_r逐渐增大,并且不同频率下的ε_r差距也越来越大。随着x的变化Q*f值是先减小后增大的,Ca_2(Al_(1–x)Mg_x)(Al_(1–x)Si_(1+x))O_7系列陶瓷在x=0时获得了最好的微波性能(ε_r=8.09,Q*f=23938GHz,τ_f=-51.46ppm/℃).(Mg_(1-x)Li_(0.5x)Y_(0.5x))_2SiO_4系列陶瓷,通过XRD分析,随着x的变化,样品的物相会发生变化,由于Y~(3+)、Li~+的离子半径与Mg~(2+)的离子半径的不同,随着掺杂量的增大,样品的Mg_2SiO_4晶相会向LiYSi O_4晶相转变。在转变的过程中,由于离子半径的差别,物相变化的同时也会伴随着明显的峰移和峰强变化。ε_r和τ_f与x值有线性的关系。通过对Mg的取代,样品的烧结温度从1475℃降到1125℃。在x=0.5,1125℃时获得了较好的烧结特性与微波性能:ε_r=8.5,Q*f=55831GHz(@12.6GHz),τ_f=-38.7ppm/℃。Mg_(2-x)Y_xSiO_(4-x)N_x系列陶瓷,通过XRD分析,发现会有少量的Y_2SiO_5相的存在。但是,样品的烧结温度随着掺杂的变化不大,都在1500℃附近。由于Y_2SiO_5杂相的出现导致Q*f值随x的增大而减小,范围在68236GHz~109656GHz之间。样品的ε_r和τ_f都与x值有线性的关系,都随着x值的增大而增大,它们的范围分别在7.1~7.5和-54~-41.5 ppm/℃之间。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2018-06-01）
代朋辉[6]（2018）在《硅基微结构太赫兹可调器件研究》一文中研究指出太赫兹波(THz)作为电磁波谱上最后一段有待全面开发的波谱频段,其波谱性能和应用潜力受到了学术界和产业界的高度关注。除了无线通信技术之外,目前国际上对太赫兹成像技术开展了大量的研究,而国内更是将太赫兹安检成像作为一个技术突破口,从基础理论到系统开发的研究开展得如火如荼。THz调制器早已成为了这些系统应用中的关键部件,其性能对所应用系统的最终性能具有重大影响。对太赫兹调制器而言,大的调制深度意味着较大的成像清晰度和精确度,高的调制速率则意味着成像速率快,使用效率高,因此大的调制深度和调制速率是太赫兹调制器追求的两个核心指标。本文主要研究目的是半导体硅为主要研究对象,通过与新型微米结构的结合,构建具有大的调制深度的太赫兹调制器件,为THz成像以及无线通信技术提供器件技术支持。首先根据等效折射率理论设计并研制了一种硅基太赫兹增透微结构。设计了双层方块结构和双层圆柱形两种微结构,实验显示该微结构能够对在0.45 THz-0.9THz之间的太赫兹波具有高达85%的太赫兹波透射率,在450 GHz宽带内相比较于硅衬底的透射率增加了10%以上。作为太赫兹器件,其最大插损只有1.5 dB。此外,研究表明这两种微结构对太赫兹波均具有透射增强作用,效果接近。提出了硅基增透微结构与黑硅相结合的THz全光控调制器。黑硅对可见和近红外光具有很好的吸收作用,这可以在硅半导体中产生大量的光生载流子,能够达到调控太赫兹透射的作用。实验证实无论对638 nm还是808 nm的泵浦激光,均能获得超过85%的相对调制深度。相对于普通硅片,该器件在提高调制深度的同时,还能满足小泵浦激光功率下工作的需要。提出了硅基增透微结构与二氧化钒相变薄膜相结合的THz电控调制器。二氧化钒(VO_2)具有室温绝缘体-金属相变特征,通过电控触发相变可以调制THz波透射。利用磁控溅射技术制备性能良好VO_2薄膜并加工成电控结构。相变前整个器件对太赫兹波具有很强的透射,而VO_2薄膜相变成金属态后,太赫兹波透射幅度显着减小,器件调制前后透射率变化高达65%,相对调制深度可达76%以上。以上两种THz可调控器件均可工作在较宽的频段,且具有加工工艺简单、成本低、插损小、调制深度大等优点。在THz通信、成像等技术领域具有很好的应用优势。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-30）
肖飞虎[7]（2017）在《硅基微结构制作及其在X射线探测器研制中的应用研究》一文中研究指出基于柱状结构的掺铊碘化铯(CsI:Tl)闪烁体的X射线探测器已被广泛用于医学和工业无损检测设备中。但由于CsI:Tl晶柱的粘连,易引起光学串扰,造成空间分辨率受限,无法满足对高精密结构的探测需求。解决该问题的方法有二:一是降低CsI:Tl闪烁体的厚度,但同时降低了探测效率;二是将CsI:Tl填充到具有不透明壁的网格以避免光的串扰。为获取上述网格结构,鉴于光助电化学刻蚀技术的低成本的特点与对高深宽比结构制作上的优势,我们对其进行了进一步研究。在确定了12?m像素间距的前提下,从实验上分析了硅基电阻率对刻蚀形貌的影响,确定了最佳电阻率为25?35??cm。进一步分析了刻蚀电压和表面活性剂(C2H5OH)浓度对刻蚀形貌的影响。最终在5英寸、N型、晶向(100)的硅片上制作了周期为12?m、孔径8?m、深度150?m的深孔阵列结构。此外,还利用光助电化学刻蚀技术制作了用于X射线光栅微分相衬成像用的源光栅与分析光栅结构,为进一步填充奠定了基础。在深孔阵列侧壁表面形成一层氧化层使每个阵列都作为光波导是这种转换屏制作的固有技术,为获得致密氧化层,本文采用了干氧氧化技术。向深孔内填充CsI:Tl是制作的关键步骤,我们采用真空熔融CsI:Tl自填充技术。为避免填充结束后CsI:Tl残留在硅基表面影响亮度均匀性及表面平整度,本文提出并实现了一种旋转结构,它通过旋转填充表面,能使多余的CsI:Tl流出。在封装表面以隔离空气后,可直接与光锥或光纤面板耦合。将所制作的转换屏耦合到像素12?m的CCD上,根据IEC 62220-1中所需的辐射质量数RQA3,使用刀口法获得了成像系统调制传递函数(MTF),同时获得了其噪声功率谱(NPS)。在此基础上,计算得出该成像系统的量子探测效率(DQE),以此来表征所制作的转换屏性能。接着,与基于课题组使用的周期为3?m转换屏的成像系统做了比较。最后,对影响X射线探测器性能的因素进行了分析并提出了改进方法。(本文来源于《深圳大学》期刊2017-06-30）
王延超[8]（2017）在《微结构硅基近红外材料及其光电特性研究》一文中研究指出目前按照芯片材料的种类,成像传感器大致可分为基于硅基芯片材料的可见光成像传感器和基于非硅基芯片材料的红外光成像传感器。相比于非硅基成像传感器(例如InGaAs/HgCdTe材料),硅基成像传感器具有制造工艺更加成熟、成本低廉、器件结构简单、能室温下工作、抗环境能力强等众多非硅基成像传感器无法比拟的优点。虽然目前硅基成像传感器已经被广泛应用于人们的日常生活中(例如手机摄像头、单反相机的核心成像元件都是由硅基CMOS成像传感器制成的),但是它的感光区域主要集中于可见波段(<1.1μm),这严重限制了它在红外波段的应用。美国哈弗大学的科学家成功制备了一种具有表面微结构的新型硅基材料,被称为“黑硅”材料,它是经过飞秒激光加工形成的众多超细钉状物的表面微结构。此种材料表面层的微结构和内部高浓度掺杂离子形成的中间能级使得它在可见光和近红外光区域都具有极低的反射和极高的吸收两大特点。因此和传统的硅基探测器相比,黑硅探测器具有如下两方面极为诱人的性能:(1)更高的响应度;(2)更宽的可见到近红外探测谱段。结合硅基成像传感器能够克服非硅基红外成像传感器制作工艺和器件结构复杂(例如它与硅的晶格常数不匹配导致它与硅基读出电路之间常需要复杂的铟柱连接等工艺)、成本高、抗环境能力差等缺点,黑硅近红外成像传感器在军事和民用领域都将具有更为广阔的应用前景。本文采用飞秒激光在特殊气氛环境下加工新型硅基微结构可见-近红外光电材料,针对传统硅基成像传感器在近红外波段响应弱、无法实现近红外探测成像的现实问题,对新型硅基近红外高吸收材料的光学特性以及光电响应特性进行研究,探索新型硅基材料在可见-近红外波段光吸收特性以及光电响应特性的增强机理,希望获得在可见-近红外波段拥有更高吸收和更宽响应波长的新型硅基近红外光电材料。论文主要工作如下:1.采用飞秒激光在sf6气氛下加工新型硅基微结构材料,研究黑硅微结构形貌与飞秒激光加工物理过程的关系,以及飞秒激光加工黑硅表面微结构对于黑硅在可见-近红外光吸收的增强作用;探索飞秒激光sf6气氛环境下硅基底中过饱和掺杂s元素对于黑硅宽光谱吸收特性的影响;通过研究飞秒激光辐照能量密度,加工气氛环境等因素对于微结构形貌的形成及s元素掺杂的作用,探索可见-近红外高吸收黑硅材料的制作方法。在深入研究飞秒激光加工黑硅材料物理过程的基础上,获得了在可见-近红外波段具有一致的高吸收特性的黑硅材料,从400nm-2500nm宽光谱平均反射率低于5%,平均吸收高于90%。提出一种基于高掺杂浓度基底制备的具有红外吸收高温稳定性的黑硅。2.研究了黑硅表面银纳米颗粒的形成机理及其对于红外光吸收的影响:我们利用电子束蒸发的手段和薄膜沉积的阴影效应,在黑硅微结构表面成功制备了大量随机分布的不规则银纳米颗粒;这些银纳米颗粒弥补了低激光功率密度下制备的小尺寸硅基表面微结构对近红外波段光吸收的不足,能够使具有小尺寸表面微结构的硅基在近红外宽波段的吸收率增加到90%;针对黑硅高温退火后红外吸收退化的问题,提出了利用金属纳米颗粒形成等离子激元共振的方法来补偿黑硅材料在经过高温退火后红外吸收退化,在高温退火后补偿黑硅材料在红外波段的吸收效率。3.研究了黑硅光电材料在可见-近红外高光电响应获得的机理:基底掺杂类型以及浓度对于黑硅s元素过饱和掺杂和黑硅光电材料光电子的影响;研究了飞秒激光加工物理过程中导致的晶格缺陷以及形成的多晶硅的原因,探索了降低缺陷以提高光响应特性的方法;高温热处理过程对于飞秒激光加工过程导致的晶格缺陷和形成的多晶硅修复作用,以及对于黑硅光电材料光电子提取的影响。在深入研究黑硅光电材料在可见-近红外高光电响应获得机理后,以此为基础获得了光响应特性比普通商用硅探测器高几十倍并且在红外波段拓展响应波段的新型硅基近红外高响应材料——我们研究的黑硅光电探测器在400-1100nm波段内平均响应度高达14.3a/w,最高点的响应度为24.5a/w,在1200-1500nm红外波段内的平均响应度为71mA/W。(本文来源于《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》期刊2017-04-01）
于保宁[9]（2017）在《硅基微结构半导体中子探测器的工艺研究》一文中研究指出中子探测在粒子探测技术中占有特殊的地位,它不仅在粒子物理和核物理,而且在医学物理、天文物理、考古和地质勘探等学科都有广泛的应用,促进了中子探测器的快速发展。基于~3He气体的正比计数器在环境安全、中子辐射防护、食品检测、卫生防疫等方面都有出色的表现,随着需求的增加,~3He气体的资源紧缺已成为一个亟待解决的问题。硅基微结构半导体中子探测器不仅能突破平面型半导体中子探测器自吸收效应的限制,在中子探测方面还有功耗低、能量分辨率高、时间响应快等特点,很好的缓解了~3He正比计数器供不应求的这一矛盾。本文主要对硅基微结构半导体中子探测器的制备工艺进行了研究,为提高微结构半导体中子探测器的性能及商业化的推广奠定了重要的基础。本文对孔洞型硅基微结构半导体中子探测器进行了制备。为了降低漏电流,对平面型硅基PIN中子探测器微结构化的工艺流程进行了优化。对比发现,使用铝腐蚀液开金属Al窗口,器件的漏电流变化最小;对深硅刻蚀的参数进行优化能有效的改善器件的漏电流;使用TMAH腐蚀液对硅基微结构侧壁进行平坦化能有效的降低器件的漏电流。经过初步的中子辐照测试,微结构型器件对中子的探测效率有明显的提高。分析了孔洞型硅基微结构半导体中子探测器的漏电流仍然很大的现象,从叁个方面对器件漏电流的减小进行了改进。使用湿法腐蚀制备硅基微结构,能得到垂直性更好、侧壁更光滑的微结构;使用扩散工艺进行掺杂,比侧壁钝化工艺制备的器件有更小的漏电流和更好的粒子探测性能;器件制备过程中添加保护环结构,能够有效地降低漏电流。通过对上述工艺的研究,设计了新的硅基微结构半导体中子探测器的制备工艺流程,为器件的制备提供了重要的基础和依据。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-04-01）
赵琼华[10]（2016）在《硅基太阳能电池的减反微结构设计与电学特性仿真研究》一文中研究指出能源短缺和环境恶化问题正日趋严重地影响着人类社会的持续性发展。如能高效利用清洁的可再生能源太阳能,则人类完全有可能在不破坏自然环境的前提下满足自身发展对能源的需求。光伏能源产业已成为世界上发展速度最快的产业之一,而太阳能电池是光伏技术中最核心的部件。硅基太阳能电池凭借其性能稳定、效率较高、原材料丰富等诸多优点,在太阳能电池市场中占据着主导地位,因此提高硅基太阳能电池的转换效率具有重要意义。光学损失与电学损失是影响硅基太阳能电池效率的两大主要原因,本文从这两个角度出发分别展开研究工作。针对硅基太阳能电池前表面的光学损失,本文首先采用时域有限差分法(FDTD)对电池表面抛物锥阵列微结构的反射特性进行了研究,分析了抛物锥阵列的高度、底面占空比、周期等参数对其抗反射性能的影响。研究表明,反射率随底面占空比、高度的增大而减小;当周期远小于波长时,周期的变化对反射率影响很小,但当周期大于某一临界值时,结构的减反性能会受到较大影响。在锥高600nm且抛物锥底面直径等于周期的情况下,锥底面直径分别取128nm,160nm,213nm,256nm,320nm时,微结构在硅的响应光谱300~1200nm内均能获得低于3%的反射率。其次,在以上工作基础上提出了叁种优化结构,分别为:六边形排列抛物锥阵列结构、大抛物锥阵列与小圆锥阵列相结合的复合结构、大抛物锥阵列与小抛物锥阵列相结合的复合结构。优化结构将硅在响应光谱波段内的反射率进一步降低至1%左右,并且在斜入射的情况下减反效果也较为优异,较好地实现了宽波段、大角度入射的减反射性能,为硅基太阳能电池抗反射表面的设计提供了一种新的思路。针对硅基太阳能电池的电学损失,本文利用PC1D软件仿真计算了掺杂浓度、反射率、串联电阻等参数对太阳能电池性能的影响,并分析了相关原因。在此基础上对单晶硅太阳能电池的参数进行了优化设计,最终将单晶硅太阳能电池的转换效率由17.29%提高到了22.14%。(本文来源于《江苏大学》期刊2016-04-27）
硅基微结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
通过硅基微结构与二氧化钒(VO_2)相变薄膜相结合,设计并实现了一种电控太赫兹幅度调制器件。该调制器具有很高的太赫兹波透射率与极低的器件插损,同时具有大的工作带宽和调制深度。仿真和实验测试结果表明,该调制器对太赫兹波的增透响应带宽为0.25～0.95 THz波段。在0.4～0.85 THz频段内(约450 GHz宽带)的透射率超过80%,相较于硅衬底的透射率增加了10%以上,且透射率最高可达85%。对该器件电调控后,调制深度可达76%以上,器件透射率变化幅度可达65%。因低插损、大调制幅度以及宽工作带宽,该太赫兹调制器在太赫兹成像和通信系统中具有重要的应用价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硅基微结构论文参考文献
[1].刘昂.微结构硅基光子学器件性能的研究[D].南京大学.2019
[2].代朋辉,唐亚华,杨青慧,张怀武,文岐业.基于硅基微结构高性能太赫兹波电控调制器[J].太赫兹科学与电子信息学报.2019
[3].冯志麟.硅基微结构气敏传感器的微热板设计及Si-NPA的有机蒸汽气敏性研究[D].南京邮电大学.2018
[4].刘小翼.基于表面等离激元的硅基微结构材料红外光学特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[5].尹海清.两种新型硅基陶瓷的微结构与微波性能研究[D].杭州电子科技大学.2018
[6].代朋辉.硅基微结构太赫兹可调器件研究[D].电子科技大学.2018
[7].肖飞虎.硅基微结构制作及其在X射线探测器研制中的应用研究[D].深圳大学.2017
[8].王延超.微结构硅基近红外材料及其光电特性研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.2017
[9].于保宁.硅基微结构半导体中子探测器的工艺研究[D].北京工业大学.2017
[10].赵琼华.硅基太阳能电池的减反微结构设计与电学特性仿真研究[D].江苏大学.2016