[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)和制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610129492.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105679854B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉憶琨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/0236
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/0236;H01L31/18;H01L31/09
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 晁永升

1.一種用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成物質(zhì)為折射率>1.8且透明的材料，其特征在于，所述微納米光子結(jié)構(gòu)為二元結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)由凸起和非凸起兩種區(qū)域組成；其中，凸起的高度d由閃爍體的發(fā)光波長(zhǎng)λ和膜層構(gòu)成物質(zhì)的折射率n決定，其決定式為λ/2=nd；所述材料為氮化硅或二氧化鈦；其衍射特性具有以下特征：低階的衍射級(jí)強(qiáng)度較小；高階的衍射級(jí)強(qiáng)度較大。

2.一種用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用自適應(yīng)設(shè)計(jì)方法，具體包括以下步驟：

A.將微納米光子結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐殖蒒*N個(gè)子單元，并在初始狀態(tài)下讓非凸起區(qū)域和凸起區(qū)域結(jié)構(gòu)在這2N*2N個(gè)子單元中成隨機(jī)排布；

B.按照“低階的衍射級(jí)強(qiáng)度較小、高階的衍射級(jí)強(qiáng)度較大”的特征設(shè)定目標(biāo)函數(shù)；

C.對(duì)所述微納米光子結(jié)構(gòu)做傅里葉變換；

D.將傅里葉變換結(jié)果與目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果表明目前的排布的傅里葉變換結(jié)果與目標(biāo)函數(shù)一致，則此結(jié)果作為最終結(jié)果輸出；

E.若比較結(jié)果不一致，則通過(guò)前述的自適應(yīng)優(yōu)化搜尋適合排布，直到獲得一致的比較結(jié)果，并輸出最終結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，比較方法為作差法或計(jì)算自相關(guān)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述自適應(yīng)設(shè)計(jì)方法為二元搜索法、模擬退火法或遺傳基因算法。

5.一種用于提高閃爍體探測(cè)器靈敏度的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1） 使用磁控濺射法在晶體光輸出端表面生長(zhǎng)折射率>1.8并且透明的材料；

2） 在折射率>1.8并且透明的材料的外表面再次旋涂上一層光刻膠，使用光刻法將微納米光子結(jié)構(gòu)制備于光刻膠上；所述微納米光子結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)無(wú)序微納米光子結(jié)構(gòu)；

3） 使用干法刻蝕將已成型于光刻膠上的微納米光子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至折射率>1.8并且透明的材料上。