研究目的
研究通过纳米压印光刻技术制备的大面积磁性超表面中的类法诺共振,重点关注磁共振与表面晶格共振模式之间的耦合。
研究成果
反射光谱中的非对称线形源于表面晶格共振与磁共振模式之间的耦合。通过色散关系和电磁场分析对该耦合特性进行了表征,为传感、激光及光学器件应用提供了见解。未来工作可提升该共振的品质因数。
研究不足
表面晶格共振与磁共振之间的耦合并未展现出高品质因数,这表明未来研究中有优化潜力以实现更窄且更高品质因数的共振。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用时域有限差分(FDTD)模拟设计参数并分析光学模式。实验制备通过纳米压印光刻及后续剥离工艺完成。
2:样品选择与数据来源:
样品基于仿真参数,在Ag-SiN-Ag结构的硅晶圆上制备。测量了反射光谱和角分辨光谱。
3:实验设备与材料清单:
设备包括FDTD Solutions软件、电子束蒸发沉积银、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备SiN、纳米压印光刻系统、感应耦合等离子体反应离子刻蚀(ICP-RIE)、扫描电子显微镜(SEM)及自制光谱仪。材料包含银、SiN和硅晶圆。
4:实验流程与操作步骤:
在硅晶圆上沉积银膜,通过PECVD沉积SiN膜,采用纳米压印光刻与剥离工艺制备银贴片,利用ICP-RIE刻蚀SiN,最后通过SEM表征及反射测量进行样品分析。
5:数据分析方法:
通过FDTD模拟分析电磁场分布与色散关系,并将实验数据与模拟结果对比。
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FDTD solutions
Lumerical Inc.
Used for finite-difference time-domain simulations to design parameters and analyze optical modes.
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SEM
Used for characterizing the morphology of the samples.
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Electron beam evaporation system
Used for depositing Ag film on Si wafers.
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PECVD system
Used for depositing SiN film.
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Nanoimprint lithography system
Used for fabricating hexagonal arrayed Ag patches.
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ICP-RIE system
Used for etching SiN film using Ag patches as mask.
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Spectrometer
Used for measuring reflection spectra.
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