研究目的
研究一种独特的等离子体波导架构，该架构能缓解损耗与限制之间的权衡问题，并同时提高基于等离子体的发射、光-物质相互作用和检测的效率。
研究成果
该研究展示了一种等离子体波导架构，既能缓解等离子体损耗与限制之间的权衡问题，又能利用多种器件物理特性实现多功能集成?；诜蔷Р牧系钠骷迪至说壤胱犹逦⒒反醇吐嫉溺耆蜃?、波导肖特基探测器创纪录的量子效率与灵敏度，以及基于等离激元极化激元近零折射率效应的调制器创纪录的消光比-插入损耗比。
研究不足
CHPW调制器的能效受限于MOS氧化层的特性。建议采用通过原子层沉积工艺制备的高κ值氧化物（如HfO?），以实现与CMOS兼容的驱动电压。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及耦合混合等离子体波导（CHPW）的设计与制备，该波导结合了耦合与混合等离子体波导模式的优势，以实现长距离传输和纳米级模场限制。
2：样品选择与数据来源：
器件采用相同材料堆叠（α-Si/Al/SiO?/Si）和层厚度在单芯片上制备，调制器额外添加10 nm ITO层。
3：实验设备与材料清单：
AJA International ATC Orion 8 溅射沉积系统、Angstrom Nexdep 电子束蒸发仪、Vistec EBPG 5000+ 电子束光刻系统、Oxford Instruments PlasmaPro Estrelas 100 深反应离子刻蚀系统、Trion Minilock II ICP-RIE系统。
4：实验步骤与操作流程：
定义CHPW器件需多次光刻步骤，随后通过刻蚀和溅射工艺制备波导堆叠与电接触。
5：数据分析方法：
采用扫描电子显微镜、截断测量和光电带宽测量表征CHPW组件的性能。
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Angstrom Nexdep electron beam evaporator
Nexdep
Angstrom
Used for depositing SiO2 and Al layers.
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Oxford Instruments PlasmaPro Estrelas 100 DRIE system
PlasmaPro Estrelas 100
Oxford Instruments
Used for etching Si and SiO2 layers with a SF6/C4F8 mixed-gas plasma.
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AJA International ATC Orion 8 Sputter Deposition System
ATC Orion 8
AJA International
Used for depositing ITO and top Si layers in Ar plasma.
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Vistec EBPG 5000+ electron beam lithography system
EBPG 5000+
Vistec
Used for defining the CHPW devices through multiple lithography steps.
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Trion Minilock II ICP-RIE System
Minilock II
Trion
Used for etching the ITO layer with a gas mixture of Cl2/BCl3/Ar.
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