[發明專利]提升二氧化釩光吸收增強的方毯周期結構

在審

• 申請號: 201611123228.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN108198878A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 羅朋朋;洪瑋
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/0352
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

本發明公開了一種提升二氧化釩光吸收增強的方毯周期結構，由襯底和吸收層自下至上組成，吸收層由三種不同邊長的正方形納米柱組成。本發明能夠很好地提高VO₂在紅外波段對光的吸收效率，更有利于二氧化釩紅外探測器的研究。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，具體地說，是一種提升二氧化釩光吸收增強的方毯周期結構。

背景技術

二氧化釩（VO2）薄膜在68℃附近具有熱致半導體-金屬相變特性，相變時，VO2由低溫單斜金紅石結構（半導體態）轉變為高溫四方金紅石結構（金屬態），伴隨晶體結構的轉變，VO2薄膜在紅外光區域的光學透射性能發生可逆性突變。

現有的二氧化釩薄膜技術，多應用于VO2薄膜的制備、薄膜性能測試、導電性及紅外光學性能研究，主要的結構為納米柱、納米空氣柱、光柵、增透膜和減反膜等單一周期性結構。上述結構多應用與Si材料中，在VO2的應用中很少見到，并且上述結構對提高VO2在紅外波段吸收效率很低，難以在紅外探測器中得到廣泛的應用。

發明內容

本發明針的目的在于提出一種新型方毯周期結構的二氧化釩（VO2）薄膜。實現本發明目的的技術方案：一種提升二氧化釩光吸收增強的方毯周期結構，自下而上由襯底和吸收層組成該方毯周期結構，吸收層由三種不同邊長的正方形納米柱組成。

所述襯底為VO2，厚度為100nm，尺寸為3um*3um。

所述吸收層為VO2，納米柱的邊長分別為1um、1/3um、1/9um，納米柱的高度均為300nm。

所述3um*3um的襯底等分為9個正方形，邊長為1um的納米柱位于襯底正中央；1um的納米柱周圍的8個正方形均等分為9個第一正方形，邊長為1/3um的納米柱位于這8個正方形的正中央；1/3um的納米柱周圍的64個第一正方形均等分為9個第二正方形，邊長為1/9um的納米柱位于這64個第一正方形的正中央；邊長為1um的納米柱個數為1，邊長為1/3um的納米柱個數為8，邊長為1/9um的納米柱個數為64。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：本發明能夠很好的提高VO2在紅外波段對光的吸收效率，有利于二氧化釩紅外探測器的研究和應用。

附圖說明

圖1是本發明方毯周期結構俯視圖。

圖2是本發明方毯周期結構側面圖。

具體實施方式

本發明在現有VO₂薄膜的結構基礎上，加入了方毯周期結構。

該方毯周期結構采用三種不同邊長的正方形納米柱結構，形成一個周期結構的吸收層，通過減少紅外波段對光的透射來增加VO₂對光的吸收效率。該新型納米周期結構自下至上包括襯底和納米柱吸收層。所述襯底為100nm厚度的VO₂薄膜，納米柱吸收層為三種邊長不同的納米柱形成的周期結構。該方毯周期結構的總厚度為400nm。

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，方毯周期結構由襯底和吸收層組成，在襯底上形成納米結構的吸收層。所述襯底為VO₂厚度為100nm，尺寸為3um*3um；吸收層為三種邊長不同的正方形納米柱形成的方毯周期結構，邊長由大到小為1um、1/3um和1/9um，厚度為300nm。該方毯周期結構尺寸為3um*3um，厚度為400nm。