基于超高速光導(dǎo)開關(guān)的納米級MIM結(jié)構(gòu)串聯(lián)現(xiàn)象的研究.pdf

1、光導(dǎo)開關(guān)因其機械結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、觸發(fā)穩(wěn)定、靈敏度高、實現(xiàn)了光電隔離等諸多優(yōu)點而在高功率超寬帶脈沖產(chǎn)生領(lǐng)域和超快電子學(xué)等眾多領(lǐng)域中有著極其廣闊的應(yīng)用前景。本文基于超高速光導(dǎo)開關(guān)的加工，利用原子力顯微鏡針尖誘導(dǎo)陽極氧化加工超薄鈦膜形成氧化鈦線，從而實現(xiàn)了新型超高速光導(dǎo)開關(guān)的加工制作，圍繞超高速光導(dǎo)開關(guān)的納米氧化鈦線的加工，文中對鈦-氧化鈦-鈦形式的金屬-絕緣體-金屬隧道結(jié)現(xiàn)象進(jìn)行了分析研究。主要研究內(nèi)容如下： 1.進(jìn)行了光導(dǎo)開

2、關(guān)的理論研究，包括基本原理介紹、工作模式分析以及理論模型的研究和計算。開展了襯底材料選擇和光導(dǎo)開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并分析了超高速光導(dǎo)開關(guān)的實現(xiàn)方案。 2.設(shè)計了光導(dǎo)開關(guān)基本結(jié)構(gòu)的加工制作流程。結(jié)合光刻工藝、直流磁控濺射技術(shù)和AFM陽極氧化加工等方法在砷化鎵襯底上制作了超高速光導(dǎo)開關(guān)的原型器件，重點進(jìn)行了AFM陽極氧化加工部分的研究探索。并對加工的光導(dǎo)開關(guān)進(jìn)行了氧化加工前后的暗電流-電壓特性測試對比研究，從而得出納米氧化鈦線的存在提高了

3、超高速光導(dǎo)開關(guān)的絕緣耐壓性。 3.在最佳氧化加工條件(偏壓8V、掃描速度0.1μm/s，相對濕度30％～50％)下進(jìn)行了納米氧化鈦線的AFM陽極氧化加工的實驗研究。研究了AFM陽極氧化加工機理，分析了現(xiàn)有AFM陽極氧化加工的理論模型。對磁控濺射的超薄鈦膜進(jìn)行了測試分析，其厚度、表面平整度和導(dǎo)電性均符合實驗要求。在最佳加工條件下加工了6條納米氧化鈦線，進(jìn)行了氧化鈦線的高度和寬度的一致性和直線度的測量計算。 4.研究了多條氧