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LPCVD 硅氮化物光学消光率的应力依赖性:基于纳米力学光热感知的测量

光学 2025-11-21 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学 应用物理

摘要

了解硅氮化物的光学吸收特性对于光子集成电路、纳米力学光热红外感知与光谱学以及腔模力学等前沿技术至关重要。然而,其强烈的薄膜沉积和制造工艺依赖性尚未完全阐明。本文利用纳米力学光热感知技术,探讨了在 632.8 nm 波长下 LPCVD SiN 纤维字符串的光学消光率 κext\kappa_{\mathrm{ext}} 随沉积相关拉伸应力 (200-850 MPa) 的变化规律。测量结果表明,随应力增大,κext\kappa_{\mathrm{ext}}10310^3 ppm 降至 10110^1 ppm,与 Si/N 含量比例的变化相关。在能带波动框架内,这一趋势表明应力会导致能带隙增大,从而降低吸收。总体而言,本研究展示了纳米力学光热感知技术在低吸收测量中的有效性,为纳米光子学和纳米力学中的材料分析提供了一个灵敏且无散射的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.14222,
  title  = {Stress-Dependent Optical Extinction in LPCVD Silicon Nitride Measured by Nanomechanical Photothermal Sensing},
  author = {Kostas Kanellopulos and Robert G. West and Stefan Emminger and Paolo Martini and Markus Sauer and Annette Foelske and Silvan Schmid},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14222},
  year   = {2025}
}

备注

Main text: 7 pages, 3 figures, 1 table Supporting Information: 4 pages, 4 figures, 1 table