- Phiến silic loại p+ có điện trở suất ρ= 0,0 1 0,1 Ωcm được bốc bay Al ở mặt sau để tạo tiếp xúc.
3.2.1.3.Các kết quả thực nghiệm về buồng vi cộng hưởng
Hình 3.14 là ảnh FE-SEM của mặt cắt ngang một buồng vi cuộng hưởng với độ dài quang học của lớp khơng gian (lớp khuyết tật) là λ/2 với bước sóng cộng hưởng ở 650nm (a), và ảnh FE-SEM cho thấy kích thước của các lỗ xốp vào khoảng vài chục nanomet trong lớp không gian của buồng vi cộng hưởng (b).
a b
Hình 3.14. Ảnh FE-SEM của mặt cắt ngang một buồng vi cộng hưởng với độ dài quang học của lớp khơng gian (lớp khơng gian) là λ/2 với bước sóng cộng hưởng ở 650nm và mật độ dòng là 15/50mAcm-2 (a), và ảnh FE-SEM cho thấy kích thước của các lỗ xốp vào
khoảng vài chục nanomet trong lớp không gian của buồng vi cộng hưởng (b)
Như quan sát thấy trong hình 3.14a, cấu trúc của buồng vi cộng hưởng thể hiện rất rõ ràng. Phía trên và phía dưới là hai gương phản xạ Bragg nằm đối xứng nhau, mỗi gương bao gồm các cặp lớp có chiết suất cao và thấp nằm xen kẽ nhau với độ dài quang học của mỗi cặp lớp là λ/4, xen kẽ giữa hai gương phản xạ Bragg là một vùng đệm có chiết suất thấp (tương ứng với độ xốp cao) có chiều dài quang học là λ/2. Ảnh FE-SEM cho thấy các lớp được chế tạo rất đều đặn và mặt phân cách giữa các lớp rất rõ ràng từ đó có thể khẳng định là chúng tơi đã chế tạo thành công buồng vi cộng hưởng bằng cách chế tạo các màng đa lớp bằng phương pháp ăn mịn điện hóa phiến silic. Hình 3.14b cũng cho thấy kích thước của các tinh thể silic cịn lại sau q trình điện hóa và kích thước của các lỗ khơng khí là dưới 50nm. Để chế tạo được buồng vi cộng hưởng có bước sóng ở khoảng 650nm thì các tính tốn cho thấy bề dày của lớp khơng gian vào khoảng gần 180 nm (tương ứng với chiết suất lớp khơng gian là 2,1). Hình 3.15 trình bày ảnh FE-SEM của buồng vi cộng hưởng cho thấy bề dày lớp không gian vào khoảng 174nm, là kết quả phù hợp với giá trị tính tốn khi chế tạo, điều đó chứng tỏ các tính tốn của chúng tơi (khi lấy chiết suất của các lớp và tốc độ ăn mòn tương ứng với mật độ dịng và nồng độ HF) là chính xác.
Hình 3.15. Ảnh FE-SEM của buồng vi cộng hưởng với bước sóng cộng hưởng ở 650nm, tỷ số mật độ dòng là 15/50mAcm-2, nồng độ HF là 16% cho thấy bề dày của lớp
khơng gian là khoảng 174nm
Hình 3.16 trình bày phổ phản xạ thực nghiệm của buồng vi cộng hưởng với góc tới khoảng 80 được đo trên máy quang phổ UV-VIS-NIR Varian Cary-5000 hiện có tại phịng thí nghiệm trọng điểm, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Quá trình thực nghiệm cách đặt các chế độ dịng điện và thời gian của mẫu thí nghiệm trên được được thể hiện trong bảng 3.3
Bảng 3.3: Các thơng số mật độ dịng điện và thời gian
Mô tả Mật độ dòng(A/cm2) I(mA) Thời gian(s)
Lớp trên(4.5 chu kỳ) 15 11.78 5.555
50 39.27 2.857
Lớp không gian 50 39.27 5.714
Lớp dưới(5chu kỳ) 15 11.78 5.555
Hình 3.16. Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng với bước sóng trung tâm λ= 613nm
Trong q trình mơ phỏng chúng ta đã chứng minh rằng độ phản xạ sẽ tăng lên khi số chu kỳ của gương Bragg tăng lên và khi số chu tăng thì vùng cấm cũng dần hẹp lại. Điều đó sẽ được chứng minh trong hình 3.17 khi mà cũng các điều kiện như trên nhưng chúng ta tăng thêm số chu kỳ của gương Bragg là lớp trên 6.5 chu kỳ và ;lớp dưới là 7 chu kỳ.
Hình 3.17. Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng với bước sóng λ= 663nm