基于超高速光導開關的納米級MIM結構串聯現象的研究.pdf

1、光導開關因其機械結構簡單、響應速度快、觸發(fā)穩(wěn)定、靈敏度高、實現了光電隔離等諸多優(yōu)點而在高功率超寬帶脈沖產生領域和超快電子學等眾多領域中有著極其廣闊的應用前景。本文基于超高速光導開關的加工，利用原子力顯微鏡針尖誘導陽極氧化加工超薄鈦膜形成氧化鈦線，從而實現了新型超高速光導開關的加工制作，圍繞超高速光導開關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-金屬隧道結現象進行了分析研究。主要研究內容如下： 1.進行了光導開

2、關的理論研究，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開關結構設計，并分析了超高速光導開關的實現方案。 2.設計了光導開關基本結構的加工制作流程。結合光刻工藝、直流磁控濺射技術和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開關的原型器件，重點進行了AFM陽極氧化加工部分的研究探索。并對加工的光導開關進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、超高速光導開關的絕緣耐壓性。 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，分析了現有AFM陽極氧化加工的理論模型。對磁控濺射的超薄鈦膜進行了測試分析，其厚度、表面平整度和導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