Progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di microspecchi a larga banda in silicio nanostrutturato con approccio GRIN (Graded Refractive INdex)

Il lavoro di tesi magistrale tratta la progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di filtri ottici in silicio poroso nanostrutturato. La progettazione e simulazione è stata effettuata in ambiente Matlab utilizzando il metodo delle matrici di trasferimento (TMM). La nanostrutturazione del silicio è stata realizzata attraverso un processo di etching elettrochimico di un wafer di silicio di tipo p++ ed ha permesso di ottenere differenti tipologie di strutture fotoniche, semplici e complesse, come microspecchi (p.e., Distributed Bragg Reflectors - DBR) e microcavità risonanti. è stato quindi utilizzato un processo di ossidazione termica in atmosfera ambiente, al fine di convertire completamente il silicio in ossido di silicio per ridurre il coefficiente di assorbimento del silicio e abilitare l’uso dei filtri nanostrutturati anche nel visibile. le strutture fabbricate sono dunque state caratterizzate mediante spettroscopia in riflettanza nel range 400-1000 nm al fine di misurarne il comportamento spettrale. Per poter valutare le performance dei filtri nanostrutturati anche in trasmissione è stato necessario eseguire una procedura di trasferimento, nota come “transfer-printing”, del filtro dal substrato di silicio ad un substrato di PDMS, polimero trasparente e flessibile. I filtri sono stati quindi caratterizzati mediante spettroscopia in trasmittanza, al fine di misurarne lo spettro di trasmissione nel range 400-1000 nm. Infine, i risultati sperimentali sono stati confrontati con quelli terorici, in modo da valutare l’accuratezza del processo di fabbricazione sviluppato