[发明专利]硅基光子分子的设置与制备方法

权利要求书

1.硅基光子分子的设置方法，其特征是以气相共形薄膜生长制备的光子分子，在玻璃和硅衬底设有直径尺寸为0.5-5μm，高度为0.4-2μm的柱形平台，并以共形薄膜生长方法制备含两个或多个有源层为a-SiN_z的三维限制微腔结构：即形成两个有源层的三维DBR限制结构的微腔；设有两个DBR位于两个有源层两侧微腔的谐振波长为λ，DBR包括4±10个周期的中低折射率层和高折射层的a-SiN_x和a-SiN_y薄膜，每个折射层厚度为λ/(4n)；n是折射率，有源层是折射率在低折射率层和高折射层的折射率之间a-SiN_z薄膜，厚度为λ/(2n)；两个有源层之间的距离为m个周期，DBR的厚度d＝m×L，m为0.5-9.5，L为一个周期高低折射率薄膜的厚度。

2.根据权利要求1所述的硅基光子分子的设置方法，其特征是所述微腔的谐振中心为730nm，由5周期DBR加一个有源层加2.5周期DBR再加一个有源层加5周期DBR；DBR中低折射率层的折射率n为1.9，光学带隙Eg为3.8eV，厚度为96nm；高折射率n为2.8，Eg为2.0eV，厚度为65nm；有源层n为2.1，Eg为2.5eV，厚度为173nm。

3.根据权利要求1所述的硅基光子分子的设置方法，其特征是通过设计两个有源层之间的不同距离d，即通过改变两个有源层之间DBR的周期数m来调控两个有源层之间的耦合强度，从而实现调节光子分子成键态与反键态之间能量间隔的目的。

4.气相共形薄膜生长制备光子分子的制备方法，其特征是先通过光刻和反应离子刻蚀在玻璃或硅衬底上制作高度为0.4-2μm的柱形平台作为图形衬底；在模版上利用光刻和反应离子刻蚀技术，在平板玻璃或抛光硅衬底上制作横向尺寸为0.5-5μm，高度为0.4-2μm的柱形平台；在所述图形衬底上利用等离子体增强化学气相淀积的方法周期性淀积制备的设有两个有源层的三维限制的a-SiN_x/a-SiN_y微腔；然后采用等离子体增强化学气相淀积方法气相共形薄膜生长制备两个有源层为a-SiN_z的三维限制的a-SiN_x/a-SiN_y微腔。