Photonische Bandstruktur in makroporösem Silizium

Abstract Photonische Kristalle sind künstliche dielektrische Strukturen, die eine starke Variation des Brechungsindexes mit einer Periodizität in der Größenordnung der Lichtwellenlänge zeigen. Diese Kristalle sind für Lichtstrahlen das Analogon zu den Halbleitern für Elektronen und lassen sich ebenso maßschneidern. So kann in solchen Strukturen eine photonische Bandlücke existieren, d. h. ein Frequenzbereich, in dem die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung für mehrere Raumrichtungen verboten ist. Auch lassen sie sich wie Halbleiter gezielt mit Defekten „verunreinigen”. Beides verspricht eine verstärkte Beeinflussung des elektromagnetischen Feldes und neuartige optische Effekte. Wegen der notwendigen Strukturierung im Subwellenlängenbereich liegen photonische Kristalle für infrarotes und sichtbares Licht jedoch an der Grenze des heute Machbaren. Elektrochemische Makroporenbildung in Silizium ist ein vielversprechender Weg zur Herstellung von zweidimensionalen photonischen Bandstrukturen, da sich mit dieser Technik sehr gleichmäßige Gitter realisieren lassen.