在不同晶面上制备的硅纳米线阵列具有有效的光偏振不敏感和全向特性

摘要： 本文报道了通过简便的无电金属辅助蚀刻法在不同晶向硅衬底上制备垂直硅纳米线阵列(SiNWAs)的研究。在可见光全波段范围内，分别实现了Si(100)和Si(111)晶向衬底上生长的SiNWAs极低镜面反射率(Rspec)——0.04%和0.03%。由于纳米线阵列内部的多重散射路径，垂直SiNWAs表现出显著宽带增强效应。而倾斜纳米线在长波长区域展现出独特特性：光在正入射时获得更长往返反射路径，更易向外反射。此外，[100]晶向SiNWAs的横电场(TE)分量以牺牲横磁场(TM)分量为代价展现出强偏振不敏感特性，在1200nm波长处最小反射率<2%。当入射角θB≥58o时，[100]晶向SiNWAs表现出卓越的全向特性?；谟行Ы橹世砺鄣腃OMSOL理论验证揭示了垂直SiNWs在典型波长范围内存在有效的偶极耦合及强吸收模式。粒子隧穿经典禁阻区形成的高度束缚态使光吸收效应得到显著增强。