非晶态SiO2过渡层上高C轴取向LiNbO3薄膜及生长机制探讨

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在单晶硅衬底的非晶态SiO_2过渡层上外延生长了具有优良结晶品质和高度C轴取向性的LiNbO_3光波导薄膜。利用X射线衍射、高分辨电子显微镜和原子力显微镜等手段对LiNbO_3薄膜的结晶品质和C轴取向性等进行了系统的分析,基本确定了薄膜C轴外延生长的最佳沉积参数。非晶态SiO_2过渡层上的LiNbO_3薄膜由尺度约为150 nm×150 nm的四方柱状C轴取向的单晶畴紧密排列而成,并且具有陡峭的界面结构。棱镜耦合技术测量表明,激光可以被耦合到LiNbO_3薄膜中,形成TE和TM模式的光波导。此外,对于LiNbO_3薄膜在非晶过渡层上择优取向生长的物理机制和薄膜基底效应进行了初步探讨,提出其生长机制很可能符合光滑晶面上三维岛状成核生长的Volmer模式。