沉积速率对硅基LiNbO_光波导薄膜特性的影响.docVIP

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 沉积速率对硅基LiNbO_3光波导薄膜特性的影响 光电子??激光 第19卷第11期??2008年11月??????????JournalofOptoelectronics??Laser?? ????????????Vol.19No.11??Nov.2008 沉积速率对硅基LiNbO3光波导薄膜特性的影响 王新昌 1** * * ,叶志镇,赵炳辉 22 (1.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南郑州,450052;2.浙江大学硅材料国家重点实验室,浙江杭州,310027) 摘要:利用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅衬底上生长高c轴取向LiNbO3晶体薄膜,研究了激光脉冲频率即薄膜沉积速率对薄膜结晶质量及取向性的影响,发现激光脉冲频率对薄膜的c轴取向性基本没有影响,但对薄膜的结晶质量影响较大,激光脉冲频率为3Hz时获得了高结晶质量的c轴取向LiNbO3晶体薄膜。XPS测试表明制得薄膜的组分符合等化学计量比,AFM测试显示制备的薄膜表面光滑,表面粗糙度为4.3nm。棱镜耦合法测试表明制备的LiNbO3薄膜具有优异的光波导性能,光传输损耗为1.14dB/cm。关键词:脉冲激光沉积法(PLD);LiNbO3薄膜;光波导;沉积速率;SiO2/Si衬底中图分类号:O484.4????文献标识码:A????文章编号:1005??0086(2008)11??1486??04 EffectofgrowthrateonthecharacteristicsofLiNbO3waveguidethinfilmsonSiO2/SisubstratebyPLD WANGXin??chang1**,YEZhi??zhen2,ZHAOBing??hui2 (1.KeyLaboratoryofMaterialPhysics,andDepartmentofPhysics,ZhengzhouUniveristy,Zhengzhou450052,Chi??na;2.StateKeyLaboratoryofSiliconMaterials,ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027,China) Abstract:Highlyc??axisorientedLiNbO3thinfilmsaregrownonSiO2/Sisubstratesbythepulsedlaserdeposition.Theeffectsofdepostionrateonthegrowthofthefilmtextureandcrystallinityaresystematicallyinvestigated.ThedepositionrateofLiNbO3thinfilmsiscontrolledwithfrequencyofpulsedlaser.TheresultsshowthatthelaserfrequencycanstronglyinfluencedthecrystallographicqualityofLiNbO3films,butcannotinfluencedc??axisorientationofLiNbO3films.TheXPSmeasurementshowsthattheachievedfilmisstoichiometry.TheAFMmeasurementshowsthatthefilmhassmoothsurface.TheRMSroughnessofthefilmsurfacewas4.3nm.GoodopticalvaveguidepropertiesofLiNbO3filmsareobservedbyu??singoftheprismcoupledmethod.TheopticalpropagationlossofLiNbO3filmsat3Hzis1.14dB/cm. Keywords:pulsedlaserdeposition;LiNbO3thinfilm;opticalwaveguide;growthrate;SiO2/Sisubstrate 1??引??言 ????20世纪80年代以来,随着光纤技术和集成光学的发展, LiNbO3在光波导领域的应用得到了足够的重视。目前人们通常采用外扩散法[