[发明专利]提升二氧化钒光吸收增强的方毯周期结构

说明书

本发明公开了一种提升二氧化钒光吸收增强的方毯周期结构，由衬底和吸收层自下至上组成，吸收层由三种不同边长的正方形纳米柱组成。本发明能够很好地提高VO₂在红外波段对光的吸收效率，更有利于二氧化钒红外探测器的研究。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体地说，是一种提升二氧化钒光吸收增强的方毯周期结构。

背景技术

二氧化钒（VO2）薄膜在68℃附近具有热致半导体-金属相变特性，相变时，VO2由低温单斜金红石结构（半导体态）转变为高温四方金红石结构（金属态），伴随晶体结构的转变，VO2薄膜在红外光区域的光学透射性能发生可逆性突变。

现有的二氧化钒薄膜技术，多应用于VO2薄膜的制备、薄膜性能测试、导电性及红外光学性能研究，主要的结构为纳米柱、纳米空气柱、光栅、增透膜和减反膜等单一周期性结构。上述结构多应用与Si材料中，在VO2的应用中很少见到，并且上述结构对提高VO2在红外波段吸收效率很低，难以在红外探测器中得到广泛的应用。

发明内容

本发明针的目的在于提出一种新型方毯周期结构的二氧化钒（VO2）薄膜。实现本发明目的的技术方案：一种提升二氧化钒光吸收增强的方毯周期结构，自下而上由衬底和吸收层组成该方毯周期结构，吸收层由三种不同边长的正方形纳米柱组成。

所述衬底为VO2，厚度为100nm，尺寸为3um*3um。

所述吸收层为VO2，纳米柱的边长分别为1um、1/3um、1/9um，纳米柱的高度均为300nm。

所述3um*3um的衬底等分为9个正方形，边长为1um的纳米柱位于衬底正中央；1um的纳米柱周围的8个正方形均等分为9个第一正方形，边长为1/3um的纳米柱位于这8个正方形的正中央；1/3um的纳米柱周围的64个第一正方形均等分为9个第二正方形，边长为1/9um的纳米柱位于这64个第一正方形的正中央；边长为1um的纳米柱个数为1，边长为1/3um的纳米柱个数为8，边长为1/9um的纳米柱个数为64。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明能够很好的提高VO2在红外波段对光的吸收效率，有利于二氧化钒红外探测器的研究和应用。

附图说明

图1是本发明方毯周期结构俯视图。

图2是本发明方毯周期结构侧面图。

具体实施方式

本发明在现有VO₂薄膜的结构基础上，加入了方毯周期结构。

该方毯周期结构采用三种不同边长的正方形纳米柱结构，形成一个周期结构的吸收层，通过减少红外波段对光的透射来增加VO₂对光的吸收效率。该新型纳米周期结构自下至上包括衬底和纳米柱吸收层。所述衬底为100nm厚度的VO₂薄膜，纳米柱吸收层为三种边长不同的纳米柱形成的周期结构。该方毯周期结构的总厚度为400nm。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，方毯周期结构由衬底和吸收层组成，在衬底上形成纳米结构的吸收层。所述衬底为VO₂厚度为100nm，尺寸为3um*3um；吸收层为三种边长不同的正方形纳米柱形成的方毯周期结构，边长由大到小为1um、1/3um和1/9um，厚度为300nm。该方毯周期结构尺寸为3um*3um，厚度为400nm。