研究目的
研究多孔硅布拉格反射器的优化，以实现窄光谱共振，从而提高基于折射率的传感精度。
研究成果
研究表明，通过补偿深度相关的刻蚀速率变化，能够制备出孔隙率调制低于1%的多孔硅布拉格反射器，实现吸收限制下的7纳米光谱宽度。这些窄带反射器可提升对折射率变化的传感性能，在生物和化学传感领域具有检测低浓度分析物的应用潜力。
研究不足
该研究的局限性在于需要精确控制蚀刻条件以实现所需的孔隙率调制和层均匀性。多孔硅中存在的吸收和散射损耗也限制了可达到的最大反射率。
1：实验设计与方法选择：
研究通过制备具有高低孔隙率交替层的多孔硅布拉格反射器以实现窄光谱共振。该方法包括补偿深度相关的刻蚀速率变化以确保层厚度均匀。
2：样品选择与数据来源：
采用硼掺杂单面抛光硅片作为基底。通过空间分辨光谱反射测量表征所制备薄膜的光学特性。
3：实验设备与材料清单：
定制电化学池、用于刻蚀的Keithley 2400源表、FEI Nova NanoSEM 450扫描电镜及Nikon LV-100正置显微镜进行光学表征。
4：实验流程与操作步骤：
将硅片置于含氢氟酸、水和乙醇的溶液中进行阳极氧化。通过交替改变刻蚀电流形成不同孔隙率的层。使用USB光谱仪进行光学表征。
5：数据分析方法：
采用传输矩阵法模拟反射光谱以评估各层厚度和孔隙率。通过布鲁格曼有效介质模型关联光学常数与孔隙率。
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FEI Nova NanoSEM 450
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Used for recording surface and cross-sectional scanning electron micrographs of the porous silicon photonic crystals.
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