低温等离子体增强化学气相沉积填充法制备Ge反蛋白石三维光子晶体

摘要

采用溶剂蒸发对流自组装法制备SiO2三维有序胶体晶体模板，采用等离子体增强化学气相沉积法在200℃填充高折射率材料Ge，获得了Ge反蛋白石三维光子晶体。实现了低于GeH4热分解温度的低温填充。通过扫描电镜、X射线衍射仪和傅立叶变换显微红外光谱仪对Ge反蛋白石的形貌、成分和光学性能进行了表征。结果表明：沉积得到无定型态Ge，退火后形成多晶Ge，Ge在SiO2微球窄隙内填充致密均匀，Ge反蛋白石的反射光谱图具有明显的光学反射峰，表现出光子带隙效应，测试的光学性能与理论计算基本吻合。采用SU-8光刻胶薄膜进行了Ge沉积，证实了SU-8模板可以耐受这一沉积温度。低温沉积降低了Ge的沉积温度，可以采用不耐高温的高分子材料作为初始模板，制备得到多种构型的三维光子晶体。