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硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

段倩倩 唐海泉 任馨宇 菅傲群 魏重光 桑胜波 张文栋

段倩倩, 唐海泉, 任馨宇, 菅傲群, 魏重光, 桑胜波, 张文栋. 硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 816001-0816001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0816001
引用本文: 段倩倩, 唐海泉, 任馨宇, 菅傲群, 魏重光, 桑胜波, 张文栋. 硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 816001-0816001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0816001
Duan Qianqian, Tang Haiquan, Ren Xinyu, Jian Aoqun, Wei Chongguang, Sang Shengbo, Zhang Wendong. Theoretical simulation of the effect of silicon hydrogen bond on waveguide surface smoothing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 816001-0816001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0816001
Citation: Duan Qianqian, Tang Haiquan, Ren Xinyu, Jian Aoqun, Wei Chongguang, Sang Shengbo, Zhang Wendong. Theoretical simulation of the effect of silicon hydrogen bond on waveguide surface smoothing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 816001-0816001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0816001

硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

doi: 10.3788/IRLA201645.0816001
基金项目: 

国家自然科学基金(51505324,91123036);高等学校搏士学科点专项科研基金(20131402110013);山西省青年基金(2014021023-3)

详细信息
    作者简介:

    段倩倩(1985-),女,讲师,硕士生导师,博士,主要从事微纳传感器与纳米光波导方面的研究。Email:wwhwls@163.com

    通讯作者: 菅傲群(1983-),男,副教授,主要从事纳米光波导方面的研究。Email:jianaoqun@tyut.edu.cn
  • 中图分类号: TN305.2

Theoretical simulation of the effect of silicon hydrogen bond on waveguide surface smoothing

  • 摘要: 低损耗高Q值硅基纳米光波导谐振腔,是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。而波导表面粗糙度会造成较大的光传输损耗,是制约硅基纳米光波导谐振腔Q值提高的一个重要因素。降低硅基纳米光波导表面粗糙度已成为光波导器件发展的一个关键问题,氢退火工艺是当前改善波导表面粗糙度的一种关键技术。基于表面硅氢键流密度理论,利用Materials Studio软件模拟氢退火光滑化处理过程中硅与氢之间的反应,搜索反应过渡态,探究硅氢键、温度等因素对反应的影响。结果表明:在高温氢退火氛围下,波导表面硅原子与氢原子之间能够形成硅氢键,且温度越高,在硅氢键作用下表面硅原子迁移速率越快,表面由高能态向低能态过渡,表面光滑化效果越明显。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-10
  • 修回日期:  2016-01-11
  • 刊出日期:  2016-08-25

硅氢键对波导表面光滑化影响的理论仿真

doi: 10.3788/IRLA201645.0816001
    作者简介:

    段倩倩(1985-),女,讲师,硕士生导师,博士,主要从事微纳传感器与纳米光波导方面的研究。Email:wwhwls@163.com

    通讯作者: 菅傲群(1983-),男,副教授,主要从事纳米光波导方面的研究。Email:jianaoqun@tyut.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(51505324,91123036);高等学校搏士学科点专项科研基金(20131402110013);山西省青年基金(2014021023-3)

  • 中图分类号: TN305.2

摘要: 低损耗高Q值硅基纳米光波导谐振腔,是高灵敏探测器、生物传感器、光通讯器件等发展的关键。而波导表面粗糙度会造成较大的光传输损耗,是制约硅基纳米光波导谐振腔Q值提高的一个重要因素。降低硅基纳米光波导表面粗糙度已成为光波导器件发展的一个关键问题,氢退火工艺是当前改善波导表面粗糙度的一种关键技术。基于表面硅氢键流密度理论,利用Materials Studio软件模拟氢退火光滑化处理过程中硅与氢之间的反应,搜索反应过渡态,探究硅氢键、温度等因素对反应的影响。结果表明:在高温氢退火氛围下,波导表面硅原子与氢原子之间能够形成硅氢键,且温度越高,在硅氢键作用下表面硅原子迁移速率越快,表面由高能态向低能态过渡,表面光滑化效果越明显。

English Abstract

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