电介质元表面的等强度光束生成演示

该协议为实现高效元表面提供了详细的制造方法，是元表面研究领域中最重要的课题之一。与其他测试原子层沉积的方法相比，该技术是一种低成本、快速的制造方法，实现了在可见波长下工作的高效元表面。此协议可以通过更改模式配置应用于制造一般元表面，如镜头、全息图和光学时钟。

该技术可对利用硅微和纳米结构的硅光子研究领域提供深入的见解。元表面的基板是熔融石英。准备一个干净的双面抛光方形熔融石英两厘米的一侧。

将基板加载到 PECVD 系统中。在负载锁室中，将基板放在夹具上。关闭腔室并准备操作系统。

在控制软件中，通过设置温度、射频功率、气体流速和工艺压力来设置沉积过程。沉积后，大约需要300秒，恢复样品。将沉积氢化非晶硅的样品取样到旋转涂布器上。

将样品装载到旋转涂布器样品支架上。接下来，得到一个过滤器安装五毫升注射器含有PMMA与2%的 Anusol。在以 2，000 RPM 转速开始旋转一分钟之前，使用 PMMA 涂覆样品。

完成后，将样品转移到热板中。在180摄氏度下烘烤样品5分钟。接下来，取出样品冷却一分钟，然后继续。

然后将样品返回旋转涂布器。使用一毫升移液器在其表面上释放导电聚合物溶液。以 2，000 RPM 的速度将样品涂覆一分钟。

涂层完成后，采取电子束光刻的样品。将样品固定在机器的夹具上。然后将夹具放入机器室并完成装载过程。

继续使用控制台，为程序准备电子束光刻系统。准备系统后，在连接到控制台的计算机上工作。在此系统中，使用命令行将 GDS 文件转换为 CEL 文件。

转换文件时，输入作业以启动 EBL 软件。使用命令行检查所需的模式是否位于当前目录中的 CEL 格式文件中。输入作业以运行软件。

在软件中，单击芯片大小修改菜单。选择 600 微米 600 微米。接下来，选择 240，000 个点。

保存更改。然后退出此屏幕。现在单击模式数据创建菜单。

在命令窗口中，输入 PS 以加载模式的 CEL 文件。在命令窗口中输入 I。然后单击图案以放大图像。

现在，在命令窗口中输入 ST0，将剂量时间设置为三微秒。输入 SP11 将暴露间距设置为正常状态。通过输入 PC 和文件名创建 CCC 文件。

完成后，单击图案的中心。若要应用公开条件，请在命令窗口中输入 CP 并单击模式。输入 SV 和文件名以创建 CON 文件。

通过输入 Q.Move 单击曝光菜单退出此模式数据创建菜单。输入 I 和所选的 CON 文件名。将剂量值设置为 2.4。

按下转义按钮以完成计划。然后输入 E 并单击曝光按钮以开始曝光过程。曝光过程完成后，返回到 EBL 控制台。

将隔离按钮关闭。按下 EX 按钮可移动舞台。然后从腔室卸载样品。

接下来，准备去除导电聚合物。通过将样品浸入 50 毫升的去化水中一分钟来做到这一点。然后将样品移动到被冰包围的甲基异丁基酮和异丙醇的10毫升溶液中。

12分钟后，取出样品，用异丙醇冲洗。用吹气干燥。下一步需要电子束蒸发器。

将样品固定在蒸发器支架上，将支架安装在蒸发室内。现在获取用于蒸发器的铬。在石墨熔炉中制备片型铬，将蒸发到样品表面。

将熔炉装入腔室。接下来，使用电子束蒸发器的软件。单击腔室泵送按钮，在腔室中产生真空。

在材料部分中，选择铬。然后单击材质按钮以应用所选内容。单击 E 光束快门按钮以打开源快门。

接下来，单击高电压。单击源，请关注此。使用向上箭头缓慢增加光束功率。

以目标沉积速率停止。要重置厚度计，请单击零按钮。单击主快门按钮以打开该快门。

监控厚度计。当仪表达到 30 纳米时，单击主快门按钮以关闭快门。单击 E 光束快门以关闭源快门。

使用向下箭头缓慢地将光束功率降至零。一旦为零，单击源后跟高电压。让腔室冷却 15 分钟，然后单击通风口。

从腔室和支架上拆下样品。接下来，将其用于升空过程。首先，浸入50毫升丙酮中三分钟。

在 40 千赫下通过声波跟踪一分钟。用异丙醇冲洗样品，然后用氮气干燥。此时，样品已准备好蚀刻。

在将样品连接到蚀刻系统的夹具上之前，先将热胶涂在样品背面。将夹具加载到蚀刻系统中。在计算机中，在蚀刻前设置氯气和溴化氢气体流速、源功率和偏置 100 秒。

蚀刻后，卸载样品。使用无尘擦拭，去除热胶。将样品浸入20毫升铬蚀中的两分钟。

然后将其转移到50毫升的去水一分钟。用去维水冲洗样品，然后用氮气吹干。这是元表面顶部的扫描电子显微镜图像。

每个细胞的基座是150纳米，80纳米。细胞高度为300纳米。在此透视视图中可以看到单元格的其他详细信息。

当元表面发生 532 纳米激光束时，测量光束功率的实验演示了器件的极化功能。对于右圆形偏振光束、线性偏振光束和左圆形偏振光束，正负一衍射顺序的功率相等。635纳米激光束的实验也会产生类似的结果。

开发方法是最重要的一步，因为由于反应速度慢，我们可以精确控制开发过程。大多数故障发生在干燥步骤中。人们应该记住，强吹总比弱吹好。

本程序不仅适用于一般介电元表面，还适用于硅光子和微电子机械系统。一般来说，我们可以通过这种技术制造微妙的纳米结构，因此它为解决光如何与某些波长结构相互作用铺平了道路。PMMA 和开发解决方案蒸汽都是危险的，因此必须在烟气罩中执行涉及它们的过程。