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混合激光辅助加工：一种陶瓷零件的新型制造技术
摘要： 氮化硅是一种高性能陶瓷，因其高强度、断裂韧性和耐腐蚀性而被用于高温结构应用。这些特性使得该材料极难加工，导致其组件成本在许多领域可能过高，而这些领域的特性本可带来性能提升。为了克服制造限制，本文提出了一种新技术：结合激光与传统切削工具的混合解决方案，其中激光源在材料表面诱导受控裂纹。通过适当选择激光参数（激光功率、扫描速度等），裂纹深度可小于加工切削深度。裂纹可在前期阶段形成，从而避免刀片产生热负荷，同时降低最大切削负荷，进而延长刀具寿命。
关键词： 氮化硅，激光处理，硬质陶瓷部件，复合加工，磨削
更新于2025-09-12 10:27:22
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超短脉冲激光对氮化硅激光烧蚀机制的模拟
摘要： 建立了一个数学模型，用于确定超短脉冲（皮秒）激光加工Si3N4（SL200-BG）材料时的激光烧蚀深度及激光-材料相互作用。该模型通过不同激光扫描速度（1 mm/s至100 mm/s）的实验进行了验证，实验验证显示模型准确度为85%。此外，结果表明：当激光强度（IL）高于1.5×10^9 W/cm2时，激光-材料相互作用为"多光子电离"（MPI）且无热反应影响；而当激光强度较低时，激光切割附近会出现热损伤效应。
关键词： 超短脉冲激光，仿真，氮化硅
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过平面双层结构中引入正热光系数材料实现自组装卷曲TiO2微管环形谐振器的无热化
摘要： 本文首次通过引入具有正热光系数（TOC）的材料（如SiO2和/或Si3N4），从理论和实验两方面研究了基于自组装TiO2卷曲微管环形谐振腔（RUMRs）的光学滤波器的热稳定性。理论上分析了正TOC材料的TOC、折射率及厚度对TiO2 RUMR滤波性能的影响。结果表明：由于TiO2的负热光系数（-4.9±0.5×10??/K），温度升高会导致基于RUMR的光学滤波器谐振波长发生蓝移，其变化速率为-33.3 pm/K。通过增加SiO2或Si3N4作为正TOC材料与TiO2的复合厚度，理论计算得出TiO2/SiO2和/或TiO2/Si3N4 RUMR的温度诱导谐振偏移量。TiO2/SiO2（TiO2/Si3N4）RUMR的总谐振偏移率（TIRS）在-40 pm/K（-22 pm/K）至约30 pm/K（22 pm/K）之间变化。研究表明当SiO2（Si3N4）层厚度约为16 nm（12 nm）时可实现热稳定性。最后通过实验验证，在平面硅片上制备了基于TiO2/SiO2的RUMR。实验结果表明：通过选择合适的TiO2/SiO2厚度比，系统实现了实验性的无热化。这种谐振腔无热化的新方法为光子层与光电子层之间实现垂直和多路耦合（特别是三维集成方式）开辟了新途径。
关键词： 二氧化钛，卷曲微管环形谐振器，二氧化硅，无热化，氮化硅，热光系数
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 高Q值氘化氮化硅微谐振器的耦合理想性优化
摘要： 作为重要的光子集成平台之一，基于氮化硅（SiN）的微腔谐振器因其低损耗和高非线性特性，在非线性光学应用中具有巨大潜力。这类器件通常采用多模结构设计以实现高品质因数（Q值）和小模式体积，从而增强光与物质的相互作用。然而，多模特性也给不同模式间（尤其是高阶模式）的耦合控制带来了挑战。本研究详细展示了高Q值多模结构SiN微谐振器的耦合特性识别。通过精心设计总线波导与微谐振器间的耦合区域，我们实现了对不同模式的选择性激发，并探究了其耦合特性。结果表明：通过调节间隙尺寸和耦合长度可有效控制耦合强度，这为优化SiN微谐振器在非线性光学应用中的性能提供了重要指导。
关键词： 微谐振器、品质因数、非线性光学、氮化硅、模式耦合
更新于2025-09-11 14:15:04
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衬底集成波导缝隙宽角扫描低副瓣非周期相控阵
摘要： 报道了用于太阳能电池的铸造单晶硅锭中Cr、Fe、Ni和Cu元素的浓度。从硅锭不同位置取出的硅片经氮化硅薄膜包覆和退火处理后，可移动杂质会被吸杂至薄膜中。通过二次离子质谱法测量氮化硅薄膜中的金属含量，测得沿硅锭各取样点的吸杂金属体相浓度为：Cr（3.3×101?–3.3×1011 cm?3）、Fe（3.2×1011–2.5×1012 cm?3）、Ni（1.5×1012–1.3×1013 cm?3）和Cu（7.1×1011–3.2×1013 cm?3）。其中各金属的下限值来自硅锭中部硅片的测量结果，上限值则来自底部或顶部硅片。研究结果与近期测量的高性能多晶硅锭同类数据进行了对比，为铸造生长硅锭中金属元素的总浓度提供了参考依据。
关键词： 吸杂、过渡金属、铸造单晶、氮化硅
更新于2025-09-11 14:15:04
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一种具有多层底部反射器的高效氮化硅波导光栅耦合器
摘要： 我们提出了一种用于氮化硅光子集成电路的高效渐变光栅耦合器，其底部集成反射镜。该反射镜由氮化硅与二氧化硅四分之一波长薄膜交替堆叠构成。文中展示了该耦合器的设计、制备及光学特性表征。实测光纤至探测器插入损耗为-3.5 dB，对应峰值耦合效率-1.75 dB。采用20层反射镜的光栅耦合器实现了76.34 nm的3 dB波长带宽。该制备工艺与CMOS兼容且仅需单次刻蚀步骤。
关键词： 切趾法、光栅耦合器、光子集成电路、氮化硅、多层反射器
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于横向非晶锗硅锥形结构的1.55微米通信波长下Si3N4波导与锗基光调制器光学集成分析
摘要： 我们采用三维时域有限差分法（3D-FDTD）在1550纳米波长下进行理论研究，报道了利用非晶Ge0.83Si0.17横向锥形结构实现Si3N4波导与体硅衬底上低压锗基Franz-Keldysh光学调制器之间低损耗小尺寸光耦合的方案。尽管Si3N4与锗基调制器存在较大折射率和光模尺寸失配，该耦合结构在先进互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺的制造公差范围内仍表现出优异的耦合性能。对于集成光学调制器而言，这种与Si3N4波导集成的硅基锗调制器能同时为光互连应用提供可行的消光比（ER）和插入损耗（IL）参数，并具有紧凑的尺寸优势。
关键词： 弗朗兹-凯尔迪什效应、锗、光互连、氮化硅
更新于2025-09-11 14:15:04
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P-10.2：等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备的SiNx薄膜对薄膜封装性能的影响
摘要： 采用低温等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示器的薄膜封装中制备无机层。我们系统地获得了不同射频功率下的氮化硅（SiNx）薄膜，通过表征和分析应力与折射率来研究薄膜性能。结果表明，不同射频功率会导致不同的薄膜应力，精心设计的应力匹配多层SiNx结构能显著提升薄膜封装（TFE）的可靠性。此外，采用新型多层SiNx无机层TFE结构的OLED显示器在60℃、90%湿度条件下的加速老化寿命（RA）从240小时大幅提升至480小时。
关键词： 等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、氮化硅（SiNx）、薄膜封装、柔性有机发光二极管（OLED）
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过氮化硅和氧氮化硅/氮化硅叠层增强可预测量子效率探测器的表面钝化
摘要： 本文研究了三种用于可预测量子效率探测器的钝化薄膜：两种不同成分的SiNx单层膜和一种以SiNx为顶层的SiNxOy双层堆叠结构，所有薄膜均沉积在极高电阻率硅衬底上。除常规表征方法外，我们还采用偏压光致发光成像（PL-V）和高压浸泡等新方法来调控薄膜中的固定电荷密度Qf。所有薄膜经沉积退火后均展现出优异的钝化性能，其中氮氧化物堆叠结构钝化效果最佳，使有效载流子寿命接近20毫秒。该数值源于较高的固定电荷密度（Qf=1.12×1012 cm?2）与低界面缺陷密度（S0,n=6.0×102 cm/s），其化学钝化效果比所研究的氮化物高出一个数量级。两种氮化物薄膜均易通过电压浸泡带电，使有效载流子寿命提升约20%。基于钝化性能，光电探测器器件模拟预测：采用任一钝化层制备的自感应光电二极管，在室温选定波长下内部量子亏损远低于1ppm，因此所有研究材料都是此类光电二极管钝化层的优质候选材料。
关键词： 光致发光成像、表面钝化、氮化硅、高压浸泡、可预测量子效率探测器、氧氮化硅
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过低温合成的SiN<sub>x</sub>绝缘体在SiC衬底上制备的顶栅石墨烯场效应晶体管
摘要： 在4H-SiC衬底上制备了外延石墨烯薄膜构成的顶栅器件。原子力显微镜和拉曼光谱结果表明，在SiC衬底上合成了大面积高度均匀的单层石墨烯薄膜。通过催化化学气相沉积法（Cat-CVD）在65°C以下温度于SiC石墨烯器件上沉积SiNx钝化膜作为顶栅绝缘层。当在SiNx膜上形成顶栅电极后，栅极与源极之间未出现漏电流。输运特性显示器件在8至280K范围内呈现明显的双极特性，且电导率和场效应迁移率的温度依赖性表明单层石墨烯器件制备成功。此外，沉积SiNx后电荷中性点位置约在0V处，显示出p型掺杂特性。这些结果表明Cat-CVD合成的SiNx薄膜可用作栅绝缘层，且通过调节沉积条件可能控制载流子类型。
关键词： 氮化硅，催化化学气相沉积，场效应晶体管，石墨烯，碳化硅衬底
更新于2025-09-09 09:28:46