矽奈米線的水平X光光學效應之研究

Optical Study of Horizontal Behavior in Silicon Nano-wires

方雍時(Yung-Shih Fang)

指導教授 ： 張石麟

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2010年)

摘要

本篇論文主要研究X光以廣角入射矽奈米線時，藉由矽原子面(1 1 3)產生的表面繞射光，使得光可沿著矽奈米線方向行進。而X光進入矽奈米線後則利用全反射原理將X光限制在其中，進而可研究其水平傳播及散射之現象和成因。

理論上以電磁波波導原理出發，將矽奈米線當作平面波導管，利用馬克斯威爾方程式推導出可於管中傳播的模式，若為非傳播模式角度入射的X光，則以傅立葉展開將電場及磁場展開成可傳播模式之組合。因不同偵測器位置對應於不同出射角，我們可計算不同旋轉角度下的偵測器收到之強度分佈。

實驗上以晶向[0 0 1]的矽晶圓為材料，於其上蝕刻出寬度分佈350nm～20μm的矩型圖樣，並於整片矽晶原上下鍍金形成全反射介面。實驗證實以大角度入射矽奈米線之可行性，我們旋轉樣品以改變X光與側壁的入射角，並藉由比較不同入射光位置判定光點來源，結果驗證進入矽奈米線的X光部份穿出，部份則因全反射進入矽中；另一方面我們也能利用水平方向得到的資訊，對垂直方向傳播機制進行進一步探究。

關鍵字

矽奈米線

參考文獻

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