研究目的
研究低损耗β相氧化镓（b-Ga2O3）光学波导在紫外至近红外（NIR）光谱区的制备及传播损耗分析。
研究成果
在810纳米波长下，β-氧化镓波导实现了3.7分贝/厘米的低传播损耗，证明了其在紫外至近红外光谱区域集成光子应用中的潜力。通过进一步优化材料质量和制备工艺可提升性能。
研究不足
b-Ga2O3的表面粗糙度相对较大（8.4纳米），可以进一步优化金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺以改善顶面粗糙度和体材料不均匀性。侧壁粗糙度和晶体质量对于实现高性能低损耗b-Ga2O3波导至关重要。
1：实验设计与方法选择：
采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在蓝宝石衬底上生长β-Ga2O3薄膜，并通过纳米加工工艺制备成波导结构。
2：样品选择与数据来源：
β-Ga2O3薄膜生长条件为750°C和760托，使用椭偏仪测得薄膜厚度为1微米。
3：实验设备与材料清单：
分别采用高纯氧气和三乙基镓（TMGa）作为氧源和镓源。
4：实验步骤与操作流程：
制备过程包括SiO2和Cr薄膜沉积、电子束光刻曝光、感应耦合等离子体（ICP）与反应离子刻蚀（RIE）加工，以及等离子体增强化学气相沉积（PECVD）SiO2?；げ阒票?。
5：数据分析方法：
通过线性CMOS相机记录散射光测量传播损耗，并采用最小二乘法线性回归分析数据。
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ellipsometer
Measuring the thickness of the b-Ga2O3 films
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atomic force microscope
Measuring the root mean square roughness of the b-Ga2O3 films
-
plasma-enhanced chemical vapor deposition
PECVD
Depositing SiO2 film on the b-Ga2O3/Al2O3 sample
-
e-beam evaporation
Depositing Cr film on the b-Ga2O3/Al2O3 sample
-
electron beam lithography
EBL
Defining the waveguide patterns on the sample
-
inductively coupled plasma
ICP
Etching the Cr layer and the exposed b-Ga2O3 layer
-
reactive ion etching
RIE
Etching the SiO2 layer
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scanning electron microscope
SEM
Imaging the waveguide sidewall
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linear CMOS camera
Recording the top scattered light during propagation loss measurement
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Ti:Sapphire laser
Providing 810 nm wavelength light for propagation loss measurement
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continuous-wave diode lasers
CW
Providing 633 nm, 526 nm, and 400 nm wavelengths for propagation loss measurement
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