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DC 欄位 | 值 | 語言 |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | 毛明華 | |
dc.contributor.author | Chia-Ming Hsu | en |
dc.contributor.author | 許家銘 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-13T08:00:04Z | - |
dc.date.available | 2007-07-28 | |
dc.date.copyright | 2005-07-28 | |
dc.date.issued | 2005 | |
dc.date.submitted | 2005-07-22 | |
dc.identifier.citation | 參考文獻
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dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/36416 | - |
dc.description.abstract | 光子晶體(photonic crystal)是一種特殊的材料結構,利用不同的製程方式讓元件的介電常數(dielectric constant)產生週期性變化,形成光子晶體能隙(photonic bandgap),讓某些頻率的光無法傳播。
我們製作三維光子晶體的方法採用自我複製法(auto-cloning technique)來製作,在二維棋盤結構上,利用分子束磊晶(MBE)交替成長兩種不同比例的AlxGa1-xAs,在利用水氧化法將Al成分高者氧化形成AlxOy,增加兩者折射率的差別,形成折射率差約2的三維面心光子晶體。 在光學量測上我們探討了三種變化:改變週期數目對光子晶體能隙的影響;缺陷區域面積與缺陷模態的變化關係;非正向入射造成的光子晶體能隙變化關係等三個部分。週期增加會使得光子能隙現象更加明顯;隨著缺陷區域面積的增加我們觀察到缺陷模態產生紅位移(red shift)現象;非正向入射時光子能隙則有變寬現象。 | zh_TW |
dc.description.abstract | Photonic crystal is an unique structure. It is a kind of periodic variation of dielectric constant by various fabrication processes. Photonic crystal has a special characteristic—photonic bandgap—which the light with certain frequency will not propagate in .
We use the “auto-cloning technique” to fabricate three dimensional photonic crystal. On the two dimensional checker-board pattern template, we alternate periodically the depositions of two materials which have different percentage of Al composition. Our material is GaAs system. Then the refractive index difference is changed by using wet oxidation. After wet oxidation the difference is increased to about 2 to fabricate 3D-FCC-photonic crystal. The subject of our research is the influence of the following variations on the photonic bandgap: (i) periods variation; (ii) defect region size variation; (iii) oblique transmission characteristics. Increasing the number of periods will make photonic bandgap more obvious. With increasing defect size, we observed the red shift of defect modes. With oblique incidence, photonic bandgap width will increase. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T08:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-94-R92943039-1.pdf: 1872600 bytes, checksum: 1c516a9ca77cfbfff90de44817ec40c7 (MD5) Previous issue date: 2005 | en |
dc.description.tableofcontents | 內文目錄
論文摘要……………………………………… 1 第一章 -- 光子晶體介紹…………………… 3 第二章 --光子晶體基本原理……………… 5 第三章 --光子晶體應用介紹……………… 7 3-1.高反射率雷射鏡面…………………………… 7 3-2 .耦合效率提升與彎曲損失降低……………… 10 3-3.發光二極體發光效率的提升……………………13 3-4.濾波器效率提升…………………………………14 第四章--光子晶體製作方法介紹………………19 4-1.擴散………………………………………………19 4-2.掃瞄示沈積法……………………………………21 4-3.雷射干涉…………………………………………22 4-4.孔狀調變法………………………………………24 第五章--光子晶體製作方法及量測架構……… 26 5-1.元件製作流程圖…………………………………26 5-2.元件製程步驟……………………………………29 5-2-1.電子束直寫系統………………………………29 5-2-2.乾/濕式蝕刻………………………………… 29 5-2-3.E-beam-resist去除……………………… 30 5-2-4.分子束磊晶成長……………………………… 30 5-2-5.光學微影術………………………………………31 5-2-6.側面濕氧氧化…………………………………31 5-2-7.樣品磨薄………………………………………37 5-3.光學量測系統架構…………………………………38 第六章 --實驗結果及討論………………………………39 6-1.樣品結構說明電子顯微鏡(SEM)及光學顯微鏡圖片…39 6-2.週期變化量測…………………………………………47 6-3.缺陷區域尺寸變化特性探討………………………… 52 6-4.非正向入射量測……………………………………… 57 第七章 --結論………………………………………………59 參考文獻………………………………………………………60 附圖目錄 圖一.不同維度光子晶體結構示意圖…………………………………4 圖二.完整光積體電路示意圖…………………………………………4 圖三.均勻介質頻率-波向量色散示意圖…………………………… 5 圖四.週期性變化介電常數介質頻率-波向量色散示意圖………… 6 圖五.抑制自發性輻射…………………………………………………6 圖六.缺陷模態…………………………………………………………6 圖七.利用有限時域差分(FDTD法所得的鏡面反射率及穿透率…7 圖八.光子晶體高反射率鏡面結構示意圖……………………………8 圖九.光子晶體高反射率鏡面SEM圖…………………………………8 圖十.光子晶體高反射率鏡-量子井雷射SEM圖片 …………………9 圖十一.光子晶體高反射率鏡-量子井雷射P-L;L-I量測結果…9 圖十二.光子晶體taper結構穿透率量測結果………………………10 圖十三.光子晶體taper結構穿透率模擬結果………………………10 圖十四.點缺陷距離與穿透率變化之關係……………………………11 圖十五.cabin-side-like taper結構示意圖………………………11 圖十六.有無引入點缺陷與穿透率變化關係圖………………………11 圖十七.W9基態與高階模態光場分佈模擬結果…………………… 12 圖十八.W3-120°波導結構示意圖…………………………………… 12 圖十九.W3-120°波導穿透率量測結果比較………………………… 12 圖二十.光子晶體二極體結構示意圖…………………………………13 圖二十一.光子晶體二極體發光功率與電壓關係圖…………………13 圖二十二.光子晶體二極體L-I關係圖………………………………13 圖二十三.channel drop filter 架構示意圖………………………14 圖二十四.利用3D-FDTD計算不同型態缺陷之Q-factor及共振頻率15 圖二十五.不同大小及形狀之點缺陷示意圖…………………………15 圖二十六.cavity–waveguide 距離與Q-factor變化關係……… 15 圖二十七.不同點缺陷結構與穿透率變化關係………………………16 圖二十八.引入兩個cavity之穿透率與反射率變化……………… 16 圖二十九.不同週期的channel drop filter分光架構示意圖……17 圖三十.不同週期的channel drop filter分光穿透率量測結果…17 圖三十一.cavity大小與Q-factor及FWHM變化關係………………18 圖三十二.擴散製作三維光子晶體結構示圖…………………………19 圖三十三.擴散製作三維光子晶體結構SEM圖片……………………19 圖三十四.正面及側面穿透率量測結果………………………………19 圖三十五.螺旋結構示意圖……………………………………………21 圖三十六.GLAD結構完整能帶圖………………………………………21 圖三十七.雷射干涉流程圖……………………………………………22 圖三十八.雷射干涉製作光子晶體結構俯視圖………………………22 圖三十九.雷射干涉製作光子晶體結構剖面圖………………………23 圖四十.孔狀調變光子晶體SEM結構剖面圖…………………………24 圖四十一.深度與孔洞直徑關係圖……………………………………24 圖四十二.穿透率量測結果與能帶結構對照圖………………………25 圖四十三.二維棋盤圖樣示意圖………………………………………29 圖四十四.不同凹陷角度與深度和損失的變化關係…………………30 圖四十五.氧化前後尺寸縮小TEM結果………………………………32 圖四十六.不同Al含量與氧化活化能變化關係…………………… 32 圖四十七.不同Al含量與溫度及氧化速率變化關係……………… 32 圖四十八.Al0.98Ga0.02AsDBR氧化剖圖……………………………33 圖四十九.AlAsDBR氧化剖面圖……………………………………… 33 圖五十.各鋁含量在氧化爐溫度與氧化速率關係……………………34 圖五十一.砷化鋁鎵(Al0.98Ga0.02As)不同氧化時間溫度與氧化深度關係 ………………………………………………………………34 圖五十二.氧化爐溫度分佈關係…………………………………… 35 圖五十三.氧化深度與時間變化關係圖…………………………… 35 圖五十四.氧化系統示意圖………………………………………… 36 表一.氧化速率測試樣品(RCLED)結構圖……………………………37 圖五十五.光學量測系統架構示意圖……………………………… 38 圖五十六.e-beam pattern :100X………………………………… 39 圖五十七.e-beam pattern :1000X…………………………………40 圖五十八.After ICP-RIE :200X……………………………………40 圖五十九.After ICP-RIE :1000X………………………………… 41 圖六十.SEM epi 俯視圖 :2500X……………………………………41 圖六十一.SEM epi 俯視圖 :12000X……………………………… 42 圖六十二.SEM epi 俯視圖 :40000X……………………………… 42 圖六十三.SEM epi 剖面圖 :2500X…………………………………43 圖六十四.SEM epi 光子晶體邊界剖面圖 :25000X……………… 44 圖六十五.氧化前光子晶體俯視圖-1000X………………………… 44 圖六十六.氧化前光子晶體結構高度量測結果…………………… 45 圖六十七.氧化後光子晶體俯視圖- 1000X…………………………45 圖六十八.氧化後光子晶體結構高度量測結果…………………… 46 圖六十九.氧化前4週期穿透率量測結果………………………… 47 圖七十.正規化-氧化前4週期穿透率量測結果……………………48 圖七十一.氧化後4週期穿透率量測結果………………………… 48 圖七十二.正規化-氧化後4週期光子晶體量測……………………49 圖七十三.4週期光子晶體量測………………………………………49 圖七十四.6週期光子晶體量測………………………………………50 圖七十五.不同週期衰減速率比較……………………………………50 圖七十六.正規化-不同週期衰減速率比較………………………… 51 圖七十七.近紅外線波段穿透率量測結果……………………………51 圖七十八.拿掉31個特徵尺寸的缺陷光學顯微圖片……………… 52 圖七十九.拿掉37個特徵尺寸的缺陷光學顯微圖片…………………52 圖八十.拿掉49個特徵尺寸的缺陷光學顯微圖片………………… 53 圖八十一.拿掉31個特徵尺寸的缺陷穿透率量測結果:……………53 圖八十二.拿掉37個特徵尺寸的缺陷穿透率量測結果:……………54 圖八十三.拿掉49個特徵尺寸的缺陷穿透率量測結果:……………54 圖八十四.拿掉31/37/49個特徵尺寸的缺陷穿透率量測結果…… 55 圖八十五.正規化31/37/49個特徵尺寸的缺陷穿透率量測結果… 55 圖八十六.非正向入射角度變化量測…………………………………57 圖八十七.正規化-非正向入射角度變化量測……………………… 57 圖八十八. FCC三維光子晶體能圖……………………………………58 圖八十九. FCC三維光子晶體布里淵區…………………………… 58 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 砷化鎵/氧化鋁三維光子晶體及其缺陷結構之製作與分析 | zh_TW |
dc.title | Fabrication and Analysis of GaAs/AlxOy - Three Dimensional Photonic Crystal and its Defect Structures | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 93-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 林浩雄,邱奕鵬 | |
dc.subject.keyword | 光子晶體,砷化鎵,氧化鋁,缺陷, | zh_TW |
dc.subject.keyword | photonic crystal,GaAs,AlxOy,defect, | en |
dc.relation.page | 63 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2005-07-22 | |
dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 電子工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 電子工程學研究所 |
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