מאמר שיטה

ייצור ואפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד High-Q

1.7K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/68706

⸱

8 באוגוסט 2025

 ,  ,  ,  , 
1Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson

במאמר זה

סיכום

מאמר זה עוקב אחר מחזור החיים של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד, מתכנון דרך ייצור ועד אפיון.

תקציר

ממברנות סיליקון ניטריד הן פלטפורמת תהודה אופטו-מכנית בשימוש נרחב, המציעה Q מכני גבוה, אובדן אופטי נמוך וצימוד אופטו-מכני משופר באמצעות מגוון טכניקות הנדסת מתח, גביש פונוני וגביש פוטוני. למרות נוכחותם בכל מקום, ייצור ואפיון של ממברנות סיליקון ניטריד מסתמכים לעתים קרובות על ידע שבשתיקה המשותף בין קבוצות מחקר. מאמר זה מציג סרטון הדרכה מפורט של התכנון, הייצור והאפיון של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד עכשווי (באופן ספציפי, ננו-סרט Si3N4 בקנה מידה של סנטימטר התומך במצבי פיתול עם גורמי Q העולים על 108 בטמפרטורת החדר). הפרוטוקול מכסה סימולציה של אלמנטים סופיים, עיבוד בקנה מידה של פרוסות ושבבים, וקריאה מבוססת מנוף אופטי. תשומת לב מיוחדת ניתנת לדפוסים פוטוליתוגרפיים, תחריט יבש ורטוב, טיפול במכשירים ומדידת טבעת. ההדרכה נועדה הן כנקודת כניסה מעשית למצטרפים חדשים והן כנקודת התייחסות לקבוצות מנוסות המשכפלות או מתאימות מכשירים דומים. כל הנהלים מודגמים בסביבות סטנדרטיות של חדרים נקיים וספסלים של האוניברסיטה.

מבוא

ממברנות סיליקון ניטריד מילאו תפקיד חשוב באופטומכניקה קוונטית1 במהלך שני העשורים האחרונים, החל מהגילוי כי ממברנה מסחרית (שקופית TEM) יכולה לתמוך במצבי תוף עם תוצרי תדר Q העולים על 1013 הרץ ולהיות מחוברת לחלל אופטי עדין במיוחד באמצעות גישת הממברנה באמצע 2,3,4. בהדרגה הוערך כיצד מתח מתיחה וצורת המצב משפיעים על ה-Q המכני (באמצעות אפקט הנקרא דילול פיזור 5,6), מה שדרבן את המצאת הממברנות המיקרו-דפוסיות - טרמפולינה 7,8, גביש פונוני דו-ממדי an1D 9,10, פרקטל11 ותהודה במצב היקפי12 - עם גורמי Q גבוהים עד 109. בשילוב עם קריוגניקה, מכשירים אלה אפשרו ניסויים ציוני דרך כגון קירור מצב קרקע13,14, סחיטה פונדרומוטבית15, שזירה אופטומכנית16 ומדידת תזוזה מעבר לגבול הקוונטי הסטנדרטי17,18. הם גם מופיעים באופן בולט בהצעות לטכנולוגיות אופטו-מכניות מהדור הבא ובדיקות לפיזיקה חדשה, כולל מיקרוסקופי כוח מבוססי ממברנה19, מדי תאוצה20, ספקטרוסקופים21, זיכרונות קוונטיים22, מתמרי פוטונים ממיקרוגל לאופטי23 וגלאי חומר אפל24.

למרות הפופולריות שלהם, התכנון, הייצור והאפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד נותרו דיסציפלינה נישה בקהילת האופטומכניקה, תוך הסתמכות על טכניקות מותאמות אישית שהועברו מפה לאוזן ועבודות גמר 25,26,27,28,29,30,31,32. סקירה שנערכה לאחרונה על אפיון אינטרפרומטרי של מהודים ננו-מכניים מסירה את המסתורין של המשימה האחרונה33, ומידול של דילול פיזור הפך לפשוט עם תוכנת סימולציה מסחרית של אלמנטים סופיים28. ננו-פבריקציה, לעומת זאת, נותרה מכשול לכניסה, מכיוון שההליך, למרות שהוא פשוט, כרוך ברצף של שלבים עדינים שהניואנסים שלהם נותרים לעתים קרובות מחוץ לתיאורים מילוליים מסורתיים ודיאגרמות זרימת תהליכים.

מאמר זה מציג את התכנון, הייצור והאפיון של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד בפורמט וידאו, תוך שימוש בננו-סרט34 בקנה מידה סנטימטר - פלטפורמה פשוטה אך חזקה שצוברת פופולריות עבור אופטומכניקה קוונטית פיתול35,36 ומדידה מדויקת37,38 - כדוגמה (ההליך ניתן להתאמה בקלות לגיאומטריות תהודה אחרות). מגזר העיצוב מספק סקירה בסיסית של הדמיית מצבי ממברנה באמצעות תוכנה מסחרית של אלמנטים סופיים. רצף הייצור, המהווה את ליבת ההדרכה, מכסה את הכנת המצע, תצהיר הסרט, דפוס, תחריט ושחרור. המאמר מסתיים בהדגמה של אפיון בטכניקת המנוף האופטי (OL). משאב זה נועד כנקודת התחלה מעשית או רענון לחוקרים העובדים עם מהודי ממברנה בעלי Q גבוה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. סימולציה ועיצוב 32,28

  1. בחר פרמטרים של מהוד כדי להתאים בצורה אופטימלית למטרה שנקבעה מראש
    1. בנה מודל COMSOL של גיאומטריית התהודה הגנרית המעניינת. הפעל את אשף מודל התוכנה וצור הדמיה דו-ממדית. תחת תפריט הפיזיקה של מכניקת המבנה, בחר צלחת או מעטפת.
      הערה: ההבדל בין צלחת לקליפה הוא מינימלי בהקשר זה.
    2. למטרות התכנון, התדר, צורת המצב, המסה האפקטיבית וגורם האיכות של המכשיר הם בעלי העניין הגבוה ביותר. לכן, בחר תדר עצמי, מודגש מראש בתפריט בחר מחקר.
    3. בנה את גיאומטריית התהודה והגדר את החומר של כל התחומים לסיליקון ניטריד סטויכיומטרי (רשום כ-Si3N4- סיליקון ניטריד בספריית חומרי התוכנה).
      הערה: התכונות המכניות של סיליקון ניטריד משתנות בהתאם לסטוכיומטריה ולתהליך התצהיר. אנו משנים את צפיפות החומר המוגדרת כברירת מחדל ל-2700 ק"ג/מ"ק כדי לשקף את הסרטים המשמשים בעבודה זו (ראה להלן).
    4. הוסף מתח ומתח ראשוניים למודל המתאים למתח המקדים של סרט Si3N4 (במקרה זה, אנו מציינים 1 GPa). לאחר מכן הוסף צומת אילוץ קבוע ובחר את מהדקי המכשיר.
    5. תחת צומת Mesh, בחר באפשרות גודל אלמנט עדין במיוחד . בחירה באפשרות זו חשובה להדמיית דילול פיזור מדויקת. כדי לשפר עוד יותר את הדיוק, התאימו את צפיפות רשת השינוי בחלון צפיפות רשת השינוי.
    6. עבור לשלב המחקר הנייח וודא שהתיבה כלול אי-ליניאריות גיאומטרית מסומנת. תחת שלב מחקר התדר העצמי, בחר כמה מצבים לפתור והפעל את הסימולציה.
    7. תחת צומת התוצאות, הוסף הערכה גלובלית המעריכה את גורם האיכות של המהוד הנובע מדילול פיזור - היחס בין סך אנרגיית המתח הקינטי והאלסטי כפול גורם האיכות הפנימי 28,32,39.
    8. שנה את הגיאומטריה של המהוד עד שהמסה האפקטיבית, התדר וגורם האיכות יעמדו במפרטים.
    9. העבירו את גיאומטריות העיצוב לקובץ GDSII CAD ואכלסו CAD פרוסות (לעבודה זו, אנו משתמשים בפוטו-רזיסט חיובי כך שרק האזור סביב המהוד מעוצב).
    10. בנוסף לשכבת תהודה, הוסף שכבה תחתונה המייצגת חלונות אחוריים בכל מכשיר כדי להסיר חומר מאחורי כל מכשיר. פעולה זו גם מזרזת את תהליך החריטה הרטובה בהמשך הפרוטוקול.
    11. לבסוף, הנח קווי קוביות וארבעה סמני יישור בחלק העליון, התחתון והצדדים של ה-CAD של הוופל בשתי השכבות. זה עוזר ליישר כראוי את הצד האחורי של הפרוסה בעת הפעלת מכונת הפוטוליתוגרפיה.

2. ייצור בקנה מידה רקיק 1

הערה: הקורא יכול לבצע תצהיר Si3N4 , אך למתקנים שלנו אין את הציוד הדרוש לעשות זאת, וככזה, אנו מתחילים עם פרוסות ממקור מסחרי למחקר זה. סקירה כללית של תהליך הייצור מוצגת להלן באיור 1.

figure-protocol-1
איור 1: סקירת ייצור. (A) סרט דק של סיליקון ניטריד מופקד על מצע סיליקון חשוף. לאחר מכן הפרוסה מצופה (B) בפוטו-רזיסט עבור (C) פוטוליתוגרפיה. הדפוס המופיע ב-(C) משמש כמסיכת מגן עבור (D) תחריט יונים תגובתי כדי לחרוט את עיצובי התהודה לתוך הסרט. לאחר החיתוך, (E) אצטון משמש להסרת ההתנגדות לפני (F) תמיסת אשלגן הידרוקסיד מסירה את מצע הסיליקון. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

  1. דפוס את העיצוב/ים שנמצאו בסעיף הקודם על פרוסת Si3N 4-on-Si דו צדדית. הפקידו סרט דק במתח גבוה של Si3N4 על מצע סיליקון חשוף באמצעות שקיעת אדים כימית בלחץ נמוך (LPCVD). פרמטרי שקיעה אופייניים הם: טמפרטורת קוורץ = 800 מעלות צלזיוס, לחץ = 10 mTorr, תערובת גז מוזרקת = דיכלורוסילן (SiH2Cl2) ואמוניה (NH3)
    זהירות: SiH2Cl2 הוא דליק וקורוזיבי. הוא רעיל מאוד בשאיפה ויש לטפל בו רק בזהירות יתרה ובציוד מגן אישי מתאים (PPE). הערה: אנו מבצעים מיקור חוץ לעיבוד פרוסות של צד שלישי לשלב זה, כמקובל.
  2. הקסמתילדיזילזאן (HMDS) תחול פאזת אדים40
    הערה: ניתן להחליף את השלבים הבאים אם יש גישה לתנור HMDS, מה שהופך את תהליך ההתחלה לאוטומטי.
    1. הניחו פרוסה נקייה ודו צדדית Si3N 4-on-Si על שתי שקופיות זכוכית בתוך צלחת פטרי זכוכית רחבה. רווח את השקופיות כך שרק הקצה החיצוני של הוופל נתמך, ומשפר את ההתחלה האחורית בשלבים מאוחרים יותר.
    2. מניחים כמה טיפות של HMDS לאורך קצה צלחת הפטרי עם פיפטה נימית חד פעמית. מתחת למכסה אדים, מכסים את צלחת הפטרי מזכוכית ומחממים ל-90 מעלות צלזיוס למשך דקה אחת על פלטה חמה, מאדים את ה-HMDS ומאפשרים לו להיצמד ל-Si3N4.
      זהירות: HMDS הוא דליק, מגרה וגורם לבעיות בריאותיות ארוכות טווח בשאיפה ויש לטפל בו רק מתחת למכסה אדים.
    3. לאחר דקה אחת, הסר את מכסה צלחת הפטרי בעדינות והוציא את כל ה- HMDS שנותר מהצלחת. העבירו את הוופל לצלחת פטרי מפלסטיק עם מגבון לחדר נקי בתחתית.
  3. עמידות בציפוי ספין
    1. לפני הפקדת התנגדות, יש לחמם פלטה חמה ל -115 מעלות צלזיוס. זה יבטיח שהפלטה תהיה בטמפרטורה שנקבעה בהמשך הפרוטוקול.
    2. מרכז את הוופל הדרוך בתוך ציפוי מסתובב והחזק במקומו בעזרת צ'אק ואקום. השאר את ציפוי הסיבוב פתוח לשלבים מאוחרים יותר.
    3. בעזרת מחט ומזרק, חלץ לא יותר מ -4 מ"ל של S1813 photoresist41. יש להניע בעדינות את המזרק ולהוציא כמות קטנה של נוזלים כדי להסיר בועות אוויר.
      זהירות: S1813 הוא חומר מגרה דליק ויש לטפל בו רק עם PPE מתאים והרחק מלהבות פתוחות או ניצוצות.
    4. נרתיק את המחט והחלף במסנן של 2 מיקרומטר להסרת חלקיקים גדולים. כמו בשלב הקודם, העבירו בעדינות את המזרק והוציאו 3-5 טיפות נוזלים כדי להסיר את בועות האוויר שנותרו במסנן. לפני שתמשיך, ודא שנותרו לפחות 3 מ"ל התנגדות במזרק.
    5. הפקידו את ההתנגדות טיפה אחר טיפה על הוופל ליצירת בריכה אחת גדולה. ככל שהבריכה הזו גדלה, הפקידו את ההתנגדות ליד הקצה שלה כדי להבטיח שהיא תישאר מרוכזת יחסית על הוופל. אם מופיעות בועות כלשהן על פני הבריכה, השתמש בקצה המחט כדי לפוצץ אותן לפני שתמשיך.
    6. נעל את מכסה ציפוי הסיבוב והגדר להסתובב ב-3000 סל"ד למשך 30 שניות עם תאוצה של 3000 סל"ד לשנייה. הגדרות אלה, לדברי יצרן ההתנגדות, ייצרו שכבה אחידה בעובי 1.5 מיקרומטר על פני משטח הפרוסה6.
    7. בדוק את המעיל המוגמר לאיתור בועות, פסים ואי אחידות. אם נצפה כזה, סגור את ציפוי הסיבוב ושטוף את משטח הוופל באצטון ואלכוהול איזופרופיל (IPA). הפעלת ציפוי הסיבוב במהלך שלב זה משפרת את ההסרה.
    8. חזור על שלבים 2.3.1-2.3.7, כדי ליצור שכבה חדשה.
      זהירות: אצטון ו-IPA הם שניהם חומרים מגרים דליקים. יש לטפל בהם רק עם PPE מתאים והרחק מלהבות פתוחות או ניצוצות.
    9. אם שכבת ההתנגדות נטולת פגמים, השבת את צ'אק הוואקום והעביר את הוופל לפלטה החמה שחוממה מראש לאפייה של דקה6. אפיית הוופל מתאדה שאריות ממס ומכינה אותו לפוטוליתוגרפיה.
    10. לאחר האפייה מוציאים את הוופל מהפלטה החמה. המשך לשלב הפוטוליתוגרפיה.
  4. פוטוליתוגרפיה
    1. טען את הוופל המצופה למכונת פוטוליתוגרפיה ללא מסכה (MLA). הקפד למרכז את הוופל בצורה הטובה ביותר כדי למזער שגיאות סיבוב וקיזוז גלובליות.
    2. טען את קובץ הפרוסות המאוכלס משלב 1.2 למחשב והמר לסוג קובץ שניתן להבין על ידי תוכנת MLA. התחל בדוגמת השכבה העליונה המאוכלסת בעיצובי תהודה.
    3. לאחר טעינת קובץ הוופל וה-CAD, בחר את הצורה והגודל המתאימים של הוופל. המכשיר קובע באופן אוטומטי את היישור באמצעות אלגוריתם זיהוי קצה.
    4. לאחר היישור, בחר באפשרות לכלול שגיאת סיבוב גלובלית ולטעון את פרמטרי החשיפה הבאים לאלומה. עוצמת אלומה של 140 mJ/cm2 באורך גל של 375 ננומטר מייצרת תוצאות אופטימליות עבור 1.5 מיקרומטר של התנגדותזו 1.
    5. כאשר כל פרמטרי החשיפה טעונים והפרוסה מיושרת, התחל את החשיפה. עבור רקיק 100 מ"מ המחולק לשבבים מרובעים של 12 מ"מ, תהליך זה אורך בדרך כלל כ -20 דקות.
    6. 5 דקות לפני סיום החשיפה לפוטוליתוגרפיה, שטפו שני כלים גדולים במים נטולי יונים (DI) וייבשו בפן עם גז חנקן דחוס.
    7. מלאו מנה אחת בכ- 75 מ"ל של מפתח MF-31942והשנייה בכמות גדולה של מי DI.
      זהירות: MF-319 הוא מאכל, מגרה ומהווה סיכונים בריאותיים ארוכי טווח. השתמש רק עם PPE מתאים.
    8. לאחר השלמת החשיפה, פרוק את הוופל מה-MLA והעבר למפתח MF-319 כדי להישאר ללא הפרעה למשך 20 שניות.
    9. לאחר 20 שניות של פיתוח, יש לערבב את התמיסה להסרת התנגדות חשופה למשך 40 שניות נוספות על ידי סיבוב עדין של המנה בתנועה סיבובית. אם נותרה התנגדות חשופה, ערבב את התערובת למשך 30 שניות נוספות, אך היזהר לא לחשוף יתר על המידה את הוופל42.
    10. העבירו את הוופל לכלי השני המלא במי DI כדי לדלל את המפתח השיורי. שטפו בעדינות במי DI באמצעות בקבוק כביסה או אקדח מים DI משני הצדדים כדי להסיר את השאר.
    11. לבסוף, כוון אקדח גז חנקן דחוס לאורך הפרוסה כדי להסיר את מי ה-DI ממשטח הוופל. השתמש בלחץ נמוך ובכיוון נכון של האקדח כדי למזער את הסיכוי לנזק.
  5. תחריט יונים תגובתי40
    1. טען את הוופל המפותח לתוך תחריט יונים תגובתי כדי להעביר את דפוסי ההתנגדות לסרט Si3N4 . הפעל את התהליך הבא במשך 5 שניות בכל פעם, והסר 30 ננומטר של Si3N4 [40]; הרכב הגז: 30 sccm של גופרית hexafluoride (SF6) ו-10 sccm של ארגון (Ar); הטיה בתדר גבוה: 50W; הספק של פלזמה מצומדת אינדוקטיבית: 1000 וואט; לחץ בתא: 10 mTorr.
      הערה: מכיוון שפרופילי הדופן זניחים, תחריט זה יכול להיות רציף במקום מדורג. תהליך מדורג, לעומת זאת, מפחית את הסיכון לאפייה קשה של ההתנגדות.
    2. הפעל שוב ושוב את התהליך הזה כדי להסיר כ-30 ננומטר של Si3N4 לכל תהליך עד שהסרט החשוף נראה כסוף, אינדיקטור לכך שהמצע חשוף. לבסוף, הסר את הוופל מחרטת היונים התגובתית; הוופל מוכן כעת לעיצוב אחורי.
  6. דפוס אחורי
    1. הנח את הוופל בחזרה לתוך ציפוי הסיבוב כשצד המכשיר פונה כלפי מטה. הפקידו שכבה של 1.5 מיקרומטר של פוטו-רזיסט זהה לשלב 2.3.
      הערה: מכיוון ששכבת ההתנגדות משלב 2.4 שורדת את חריטת הפלזמה בשלב 2.5, היא פועלת כשכבת הגנה המונעת נזק לסרט שמתחתיו.
    2. כששכבת ההתנגדות החדשה פונה כלפי מעלה, טען את הוופל בחזרה לתוך ה-MLA, סובב 180°. טען מחדש את ה-CAD של פרוסות לתוכנת MLA, המר לסוג קובץ מקובל ושקף לאורך הציר המתאים. הצגת ה-CAD שהומר מבטיחה שכיוון ה-CAD תואם לזה של הוופל.
    3. חזור על שלבים 2.4.3-2.5.2.
  7. חיתוך רקיק
    1. בעזרת קווי הקוביות המעוצבים בסיליקון ניטריד כמדריך, הנח שתי שקופיות זכוכית על הפרוסה כך שיהיו מקבילות למישור הגביש של המצע. הכנס בזהירות סופר עם קצה יהלום בין השקופיות וגרור לאורך קווי הקוביות, תוך ניקוד לאורך מישור הקריסטל.
    2. יישר מחדש את השקופיות לקו קוביות חדש והשתמש בסופר כדי להבקיע לאורך חלק אחר של הוופל. חזור על תהליך הניקוד הזה עד שכל הקצוות של שבבים בודדים ייכתבו.
    3. הנח את הוופל על גבי השקופיות כך שקו קוביות יהיה במרחק שווה משניהם. אם הציון היה עמוק מספיק ומיושר היטב, מספיקה כמות קטנה של כוח לחלק העליון של הוופל כדי לבקע את הפרוסה לאורך מישור הקריסטל, וכתוצאה מכך שבירה מושלמת. שוברים את חתיכות הוופל ברציפות בצורה זו כדי להכין צ'יפס בודד.

figure-protocol-2
איור 2: מחזיק שבב מותאם-במיוחד. מחזיק השבבים המותאם אישית נועד לשמור על שבבים זקופים תוך מקסום השטח החשוף לתחריט KOH. (A) שרטוט CAD שמראה את המבנה הבסיסי של המכשיר. המבנה הסופי מיוצר מגוש קטן של טפלון PTFE לעמידות כימית. (ב, ג) שבבים מונחים זקופים במחזיק, ומקל PTFE משמש להורדה לאמבטיה כימית. נתון זה שונהמ-32. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

3. עיבוד בקנה מידה של שבב 32

  1. שחרר את התהודים המעוצבים ממצע הסיליקון שלהם כדי לייצר סרטים עצמאיים.
    1. ראשית, הוסיפו 40 מ"ל של תמיסת אשלגן הידרוקסיד (KOH) בריכוז 45% לכלי (או) וחממו ל-86 מעלות צלזיוס באמצעות פלטה חשמלית. כסה את התמיסה כדי לקדם שיפוע טמפרטורה אחיד.
      זהירות: KOH הוא מאכל ומגרה ויש לטפל בו רק עם PPE מתאים מתחת למכסה אדים.
    2. הסר אבק ממחזיק מדגם פלסטיק (עם מכסה) בעזרת נשיפה חזקה של גז חנקן ושטוף מכונת כביסה מתכתית דקה בגודל השבב עם IPA וייבש בגז חנקן דחוס. מכונת הכביסה תשמש כמעמד לקרום המשוחרר בתוך מחזיק זה.
    3. מקלפים קוביות צ'יפס בזהירות מהסרט שלהם וטובלים באמבט אצטון סוניקטיבי למשך 30 שניות לפחות כדי להסיר התנגדות ומזהמי שטח. שוטפים את האצטון בשטיפה מהירה של IPA ומייבשים בגז חנקן דחוס.
    4. אופציונלי: כדי לדלל את סרט Si3N4 ו/או להסיר מזהמים תקועים, טבלו את השבב בתמיסת חיץ של 10% חומצה הידרופלואורית (HF) כדי להסיר 1.55 ננומטר/דקה. שלב זה הוא אופציונלי בכך שניתן לבצע אותו לפני או אחרי תחריט KOH.
      זהירות: HF הוא רעיל מאוד, מאכל ודורש שיקולי בטיחות ספציפיים לפני השימוש. טפל רק עם הכשרה מתאימה, כפפות/סינרים בטוחים לחומצה, ועם ג'ל סידן גלוקונאט מוכן במקרה של חשיפה.
    5. כדי למנוע חיבור מחדש של מזהמים זרים לשבב, הנח אותו מיד במחזיק פוליטטרפלואורואתילן (PTFE) מותאם אישית1 מתחת למכסה אדים. מחזיק זה מוצג באיור 2.
  2. תחריט רטוב KOH
    1. הורד את מחזיק השבבים המותאם אישית לאמבט KOH. כסה את התמיסה כדי לשמור על שיפוע תרמי אחיד. מכיוון ש-KOH חורט סיליקון בקצב של כ-10 מיקרומטר לשעה לטמפרטורת אמבטיה של ~62 מעלות צלזיוס וריכוז של 45%43,44 (בערך יום אחד של תחריט לפרוסה בעובי 200 מיקרומטר, תלוי בגיאומטריה של המכשיר), הגדר מצלמה ליד התחריט לניטור למרחקים ארוכים.
      הערה: ה-KOH מגיב עם סיליקון באופן מועדף לאורך מישור הגביש של המצע. בעוד שקצב החריטה יחד עם כיוונים אחרים קטן, הוא נותר לא מבוטל, תכונות פינת התחריט לאטלאט 2.
    2. לאחר שכל הסיליקון סביב המהוד נחרט והסרט משתחרר, עצור את התגובה על ידי הוצאת הכלי מהפלטה החמה. בשל הצמיגות של KOH, סביר להניח שהסרת המכשיר תנפץ את הסרט8, אז החלף את אמבט KOH בהדרגה במי DI על ידי פיפטינג איטרטיבי של KOH ופיפטינג במי DI, לעולם אל תתנו למפלס הנוזל לרדת מתחת לחלק העליון של השבב. חזור על תהליך זה עד להסרת כל נפח הכלי.
    3. כדי למנוע זיהום צולב עם KOH וממיסים בהמשך פרוטוקול זה, העבר את מחזיק השבב לאמבט מים DI טרי.
      1. מלאו מיכל גדול בעודפי מים DI, מספיק כדי לכסות גם את כלי התחריט וגם את כלי ה-DI עם מקום למחזיק למעלה. הנח את אמבט המים החדש DI במיכל באמצעות מלקחיים, ואחריו את כלי התחריט.
      2. השתמש במקל הטבילה כדי להרים בעדינות את מחזיק השבבים מכלי החריטה, ותוך שמירה על השבב שקוע, העבר לאמבט ה-DI. הסר את שני הכלים מהמיכל בעזרת מלקחיים, והשאיר את מחזיק השבבים באמבט מים DI נקי.
  3. ניקוי הסרט ששוחרר
    1. לאחר העברת השבב לאמבט מים DI טרי, החלף את מי ה-DI בהדרגה ב-IPA באותו אופן כמו שלב 3.2.2. שוב, לעולם אל תתנו למפלס הנוזל לרדת מתחת לקצה העליון של השבב.
    2. לאחר שנוזל בשווי שתי אמבטיות הועבר החוצה, חזור על התהליך, והחלף את ה-IPA במתנול.
    3. לאחר העברת נוזלים בשווי שתי אמבטיות החוצה, הוציאו את המכשיר מאמבט המתנול וייבשו בזהירות לאורך מישור השבבים בזרם עדין של גז חנקן.
      הערה: הסרט ששוחרר עדין ביותר ויש לטפל בו בזהירות. כדי למזער את הסיכוי לשבור או לזהם את הסרט, יש להחזיק את המכשיר בקצה השבב או בפינה באמצעות מלקחיים עם קצה סיבי פחמן. בעת טיפול באמבט נוזלי, יש להזיז את השבב ממישור הסרט, כך שהנוזל פשוט רועה את פני השטח.
    4. בדוק את המכשיר במיקרוסקופ לאיתור פסולת, שאריות התנגדות או פגמים. נקה לפי הצורך על ידי החזרת השבב למתנול למשך זמן מה וייבוש מחדש.
  4. תחריט רטוב HF וניקיון נוסף
    1. אם הפסולת נשארת עמידה כנגד שלב ניקוי המתנול 3.3.4, חרוט את השבב בתמיסת חיץ HF של 10%. שימו לב שזה מגיב עם Si3N4 בקצב של כ-1.55 ננומטר/דקה. במקרים רבים, טבילה מהירה יכולה להפשיט את שכבת הסרט החיצונית.
    2. לאחר טבילה ב-HF, העבירו מיד את המכשיר לאמבט מים DI למשך 30 שניות כדי לדלל את ה-HF.
    3. העבירו את השבב לאמבט IPA למשך 30 שניות נוספות ולבסוף העבירו לאמבטיית מתנול למשך 1-5 דקות בהתאם לרמת הזיהום.
    4. לאחר שחלף הזמן הרצוי, הוציאו את השבב מאמבט המתנול וייבשו בעדינות עם משב רוח קל של גז חנקן.
    5. בדוק מחדש את השבב ונקה מחדש לפי הצורך. לאחר שהמכשיר נחשב נקי, הנח אותו בעדינות בתוך המחזיק שלו על גבי מכונת הכביסה משלב 3.1.2.

4. אפיון השבב

  1. התחל לאפיין על ידי העמסת הממברנה המשוחררת עם הפנים כלפי מעלה לתוך תא ואקום עם יציאת שידור לבדיקה אופטית. כדי למזער אובדן מכני, הנח את השבב בתא ללא סרט או דבק כדי להחזיק אותו במקומו25. כדי למזער את דעיכת הגז, יש לשאוב את התא ללחץ מתחת ל-10-7 mbar (ראה דיון).
  2. הגדרת ידית אופטית (OL) למדידת תזוזה של מצב34,35.
    הערה: לשיטת OL יתרונות מעשיים רבים; עם זאת, מכיוון שהוא דורש בדיקה של סטייה זוויתית, הוא פחות רגיש מאינטרפרומטריה עבור צורות מצב מסוימות. אנו מפנים את הקוראל-33 לסקירה שימושית של קריאת תזוזה אינטרפרומטרית של מהודי ממברנה.
    1. ראשית, מקד קרן לייזר קולימציה על הדגימה עם גודל נקודה הדומה לתכונה הגדולה ביותר שנבדקת. זה חשוב מכיוון שרגישות המנוף האופטי פרופורציונלית הן לגודל הנקודה והן להספק המוחזר35.
    2. יישר את קרן הלייזר כך שתהיה קרובה ככל האפשר לשכיחות הרגילה על הדגימה, בדרך כלל על ידי הטיה לאחור לסיב אופטי. למרות שזווית ההיארעות אינה משפיעה על הרגישות הרבה, היא מפשטת את היישור מאוחר יותר.
    3. כאשר הלייזר בשכיחות רגילה, הכנס מפצל קרן בין הדגימה לעדשת המיקוד. מפצל האלומה קולט את האור המוחזר מהמהוד.
    4. מקם גלאי פוטו מאוזן לאורך נתיב האלומה שנבחרה, מרחק טוב מההגדרה, באופן אידיאלי גדול יותר מאורך ריילי של האלומה הממוקדת, כדי למקסם את הרגישות35. תרשים של מערך ה-OL ניתן באיור 3A.
  3. קריאת תזוזה ומדידת רעש תרמי
    1. תרגם את אלומת האירוע לאורך המהוד כדי להתמקד באזור של עקמומיות במצב גבוה. ניתן למצוא זאת על ידי הפניה לצורות המצב שנמצאות בסימולציות בשלב 1. יישר מחדש את שאר ההגדרה לפי הצורך.
    2. עם אירוע אור על גלאי הפוטו המפוצל (או הרביע), פלט הגלאי נשלח לדיגיטייזר. חשב את הצפיפות הספקטרלית של ההספק בזמן אמת (PSD) של האות הדיגיטלי באמצעות שיטת התמרת פורייה מהירה (FFT)34.
    3. למדידת OL רגישה מספיק, שיאי רעש תרמי מופיעים באות הפס הרחב PSD. כדי לזהות מצבים ספציפיים, השווה את המיקום של שיאי הרעש התרמי לתדרים העצמיים שנחזו על ידי הסימולציות בשלב 1. דוגמה לשיא רעש תרמי מוצגת באיור 3B. למדידה זו, קח ממוצע RMS של מספר הערכות PSD (פריודוגרמות).
  4. צלצול אנרגיה
    1. האנרגיה הכלולה במצב נדנוד היא פרופורציונלית לשטח שמתחת ל-PSD. התחל במעקב אחר האינטגרל על פני פס צר שבמרכזו שיא תדר התהודה המודאלי. כאשר אנרגיה מתווספת למצב ולאחר מכן מתפזרת, הדבר יאפיין את פיזורו.
    2. כאשר מתווספת אנרגיה בצורה של כונן קוהרנטי, השיא (והשטח שמתחתיו) יגדל. כדי להשיג זאת, הנח מפעיל פייזו בצד תא הוואקום או שלח קרן לייזר שנייה לדגימה. בכל מקרה, המקור מאופנן בתדר התהודה של המצב.
      הערה: הוספת אנרגיה למתנד יכולה להיעשות גם על ידי מתן בעיטה. כוח דחף מהקשה על תא הוואקום יוצר כונן לבן מיידי ולא קוהרנטי שמרגש מצבים רבים בבת אחת במחיר של חוסר עקביות.
    3. לאחר כיבוי הכונן, אנרגיית תנודת המצב תדעך באופן אקספוננציאלי. הסיק את קצב השיכוך של המתנד מהתאמה שבוצעה לאחר הצלצול. חשב את ה-Q המודאלי על ידי חלוקת תדר התהודה בקצב השיכוך.
    4. חזור על הליך צלצול זה מספר פעמים כדי למצוא Q ממוצע וכדי לוודא את עקביות התוצאות.
  5. קריאה סטרובוסקופית
    1. אם נראה שהמכשיר מצלצל בצורה לא ליניארית או שהתוצאות משתנות בפראות בין הטבעות, ייתכן שהמכשיר מקיים אינטראקציה עם הגשושית ומונע בתהליכים פוטותרמיים45. כדי להימנע מבעיה זו, השתמש בטבעת סטרובוסקופית10 שבה הגשושית סגורה למספר שניות ונסגרת לעוד כמה שניות. על ידי חשיפת הגשושית רק למספר שניות בכל פעם, חימום המהוד ממוזער.

figure-protocol-3
איור 3: הגדרת אפיון. (א) קריקטורה המתארת את ההגדרה והתפעול הבסיסיים של ידית אופטית. קרן לייזר קולימציה ממוקדת על הדגימה באמצעות עדשה. מפצל אלומה קולט את האור הרטרופלקטי ומכוון אותו לפוטו-דיודה מפוצלת. (B) דוגמה לאות PSD תרמי בממוצע פי 50 עם רוחב פס ברזולוציה של 0.1 הרץ. (C) מהודים נשענים על מחזיק אלומיניום מותאם אישית, עם מגע פיזי מינימלי, כדי למזער אובדן מכני חיצוני. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

אנו מדגימים את הפרוטוקול על ידי ייצור פרוסה המורכבת מכמה מהודי סרט אלכסוניים בעובי 100 ננומטר34 ואפיון מצבי הרטט הראשונים שלהם. בעבודה זו, הסרט הוא באורך 7 מ"מ ורוחב 400 מיקרומטר עם פילה בקוטר 662 מיקרומטר. נציין כי בעוד שה-OL המשמש בעבודה זו מתאים באופן טבעי למצבי פיתול, הוא יכול גם לזהות מצבי כיפוף רוחביים על ידי מיקום האלומה במיקום של סטייה זוויתית שאינה אפס. לשם המחשה, אנו משתמשים ב-OL כדי למדוד מצבי כיפוף ופיתול של הסרטים.

אנו מתחילים בהדמיה של שני המצבים הראשונים ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

דבר אחד שניכר מהנתונים באיור 5 הוא שבעוד שה-Q של אופן הפיתול תואם את הערך המדומה, מצב הכיפוף Q נמוך מהצפוי. זה לא פוגע באיכות הסימולציה אלא תוצאה של הזנחת מנגנוני אובדן חיצוניים כגון צימוד מצב מצע46 ואובדן הידוק. מודל דילול הפיזור המשמש בפרוטוקול מתייחס לכל מנגנוני האובדן הפנימיים ולכן קובע גבול עליון על הביצועים של מהוד ננו-מכני לחוץ מראש.

מוזרות נוספת שיש לקחת בחשבון היא התלות של קצב התחריט KOH בגיאומטריה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.

תודות

המחברים רוצים להודות לרולנד הימלהובר ולחדר הנקי לייצור מיקרו/ננו למדעי האופטיקה על השימוש במתקנים שלהם ועל הדיונים המועילים שלהם.  עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF) באמצעות פרסים מס' 2239735 ומס' 2330310. A.R.A. מודה על תמיכתה במלגת iGlobes של CNRS-UArizona, ו-A.D.H. מודה על תמיכתה במלגת ידידי האופטיקה של טוסון. לבסוף, תחריט היונים הריאקטיבי ששימש למחקר זה מומן על ידי מענק MRI של NSF, ECCS-1725571. הפרוטוקול פותח בתחילה על ידי A.R.A. ומאוחר יותר שונה על ידי A.D.H., C.A.C. ו-O.A.F. כדי לייעל את ייצור המכשירים. A.D.H. ו-D.J.W. כתבו במשותף את כתב היד בסיוע כל המחברים השותפים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
100 ננומטר דו צדדי Si3N4 on 4'' 200µ מ סי פרוסהוופרפרופרוסות Si3N4 סטנדרטיות המשמשות לייצור מהודי ממברנה
13KHz סוניפיקטור קוונטרקס 70L & R אולטרסאונדמשמש בשילוב עם אצטון להפשטת מזהמים והתנגדות מוקשה ממשטחי שבבים.
צלחת פטרי מזכוכית 150 מ"מ, עומק 20 מ"מקורנינג קורפורייטד08-747ועבור תחול HMDS
צלחת פטרי מפלסטיק 150 מ"מ, עומק 15 מ"מסופרטקS01268להובלת פרוסות
2 μ מסנן מזרק Mמיליפור סיגמאSLAP02550לסינון התנגדות חלקיקים
50 מ"ל זכוכית PYREX Griffin BorosilicateCorning Incorporated, מדעי החייםמיכלי אמבט נוזלים כלליים
אצטון 99.5% דרגת ACS סיגמא אולדריץ'179124ממס לשימוש כללי המשמש במיוחד להסרת התנגדות S1813
פינצטה CarboFib TDI בינלאומיTDI 2ACFR-SAפינצטה עמידה בפני כימיקלים לשימוש כללי למניפולציה בטוחה של שבבים באמבטיות שונות
בלון גז חנקן דחוסמסופק מקומיייבוש וניקוי
מים DIמסופק מקומילניקוי שבבים/ופלים על ידי דילול חומרים קורוזיביים
צנרת נימית חד פעמית 7.0-7.4 מ"מVWR סיינטיפיקעבור תחול HMDS
מיקרוסקופ דיגיטלי USB Emlimnyאמימנילניטור מרחוק של התקדמות תחריט רטוב
הקסמתילדיזילזאן (HMDS)סיגמא אולדריץ'440191פריימר רקיק
משאבת טורבו HiCube HiPace 80ואקום פייפרמשאבה טורבו-מולקולרית המשמשת לשאיבת תאי ואקום לדוגמה
חומצה הידרופלואורית 48%סיגמא אולדריץ'695068שטיפת חומצה ומדלל סרטים, מדולל ל -10% בשימוש
ICP-RIE DSE, Versaline DSE IIIפלסמתרםעבור תחריט Si3N4
איזופרופנול 99.5% בדרגת ACS סיגמא אולדריץ'190764משמש למעבר ממברנות משוחררות מנוזל לאוויר ולניקוי סרטים משוחררים
קלטת קפטון - 1 מיל, 1⁄ 2 אינץ' x 36 יארדאוליןS-7595משמש לאבטחת פרוסות ושבבים לנשיאת פרוסות בשלב תחריט הפלזמה
סריג אקס 225סריג הילוךכלי חיתוך
לורל WS 650 ספין ציפויתאגיד לורל טכנולוגיותמכונת ציפוי ספין להפקדת שכבות התנגדות אחידות על פרוסות
מסכה פחות קשתית,  MLA150היידלברג אינסטרומנטסמכונת פוטוליתוגרפיה figure-materials-1=100 ננומטר
מתנול 99.8% בדרגת ACSסיגמא אולדריץ'179337משמש למעבר ממברנות משוחררות מנוזל לאוויר ולניקוי סרטים משוחררים
מפתח MF-319קיאקופיתוח דפוסי התנגדות חשופים
מיקרופוזיט S1800 G2 סדרת פוטו-רזיסטיםחברת דאו כימיקליםלדפוס פוטוליתוגרפיה. עבודה זו משתמשת באופן ספציפי בהתנגדות S1813.
בקר MiniVacוריאן9290191בקר משאבת יונים בתא ואקום
MS-H280-Pro פלטה חמהאונילאבמכשיר חימום כללי
מכשירים לאומיים NI PXI-1033מכשירים לאומייםמארז מערכת קליטת נתונים
מספר PXI-4461מכשירים לאומייםממיר אנלוגי לדיגיטלי עבור קליטת נתונים
תמיסת אשלגן הידרוקסיד KOH 45%סיגמא אולדריץ'417661תחריט רטוב סיליקון אנזוטרופי
מחזיק לדוגמאבהתאמה אישיתמיוצר בהתאמה אישית להחזקת דגימות זקופות באמבטיות כימיות שונות
TLB-6700 לייזר דיודות חלל חיצוני מהירותפוקוס חדש995מקור לייזר מנוף אופטי
בקר לייזר מתכוונןפוקוס חדשTLB-6700בקר לייזר
משאבת יונים Vaclon Plus 55 Starcellוריאן9191340משאבת ואקום פאסיס
תא ואקוםתא ואקום לבידוד מהודים
מקלט פוטו תא רביע גלויפוקוס חדשברקוד 23538-WXפוטו-דיודה מפוצלת לקריאת ידית אופטית

מקורות

  1. Aspelmeyer, M., Kippenberg, T. J., Marquardt, F. Cavity optomechanics. Rev Mod Phys. 86 (4), 1391-1452 (2014).
  2. Zwickl, B. M., et al. High quality mechanical and optical properties of commercial silicon nitride membranes. Appl Phys. Lett. 92 (10), 103125(2008).
  3. Thompson, J. D., et al. Strong dispersive coupling of a high-finesse cavity to a micromechanical membrane. Nature. 452 (7183), 72-75 (2008).
  4. Wilson, D. J., Regal, C. A., Papp, S. B., Kimble, H. J. Cavity optomechanics with stoichiometric SiN films. Phys Rev Lett. 103 (20), 207204(2009).
  5. Fedorov, S. A., et al. Generalized dissipation dilution in strained mechanical resonators. Phys Rev B. 99 (5), 054107(2019).
  6. Engelsen, N. J., Beccari, A., Kippenberg, T. J. Ultrahigh-quality-factor micro- and nanomechanical resonators using dissipation dilution. Nat Nanotechnol. 19 (6), 725-737 (2024).
  7. Reinhardt, C., Müller, T., Bourassa, A., Sankey, J. C. Ultralow-noise SiN trampoline resonators for sensing and optomechanics. Phys Rev X. 6 (2), 021001(2016).
  8. Norte, R. A., Moura, J. P., Gröblacher, S. Mechanical resonators for quantum optomechanics experiments at room temperature. Phys Rev Lett. 116 (14), 147202(2016).
  9. Tsaturyan, Y., Barg, A., Polzik, E. S., Schliesser, A. Ultracoherent nanomechanical resonators via soft clamping and dissipation dilution. Nat Nanotechnol. 12 (8), 776-783 (2017).
  10. Ghadimi, A. H., et al. Elastic strain engineering for ultralow mechanical dissipation. Science. 360 (6390), 764-768 (2018).
  11. Fedorov, S. A., Beccari, A., Engelsen, N. J., Kippenberg, T. J. Fractal-like mechanical resonators with a soft-clamped fundamental mode. Phys Rev Lett. 124 (2), 025502(2020).
  12. Bereyhi, M. J., et al. Perimeter modes of nanomechanical resonators exhibit quality factors exceeding 109 at room temperature. Phys Rev X. 12 (2), 021036(2022).
  13. Peterson, R. W., et al. Laser cooling of a micromechanical membrane to the quantum backaction limit. Phys Rev Lett. 116 (6), 063601(2016).
  14. Rossi, M., Mason, D., Chen, J., Tsaturyan, Y., Schliesser, A. Measurement-based quantum control of mechanical motion. Nature. 563 (7729), 53-58 (2018).
  15. Purdy, T. P., Yu, P. L., Peterson, R. W., Kampel, N. S., Regal, C. A. Strong optomechanical squeezing of light. Phys Rev X. 3 (3), 031012(2013).
  16. Chen, J., Rossi, M., Mason, D., Schliesser, A. Entanglement of propagating optical modes via a mechanical interface. Nat Commun. 11, 943(2020).
  17. Kampel, N. S., et al. Improving broadband displacement detection with quantum correlations. Phys Rev X. 7 (2), 021008(2017).
  18. Mason, D., Chen, J., Rossi, M., Tsaturyan, Y., Schliesser, A. Continuous force and displacement measurement below the standard quantum limit. Nat Phys. 15 (8), 745-749 (2019).
  19. Hälg, D., et al. Membrane-based scanning force microscopy. Phys Rev Appl. 15 (2), L021001(2021).
  20. Chowdhury, M. D., Agrawal, A. R., Wilson, D. J. Membrane-based optomechanical accelerometry. Phys Rev Appl. 19 (2), 024011(2023).
  21. West, R. G., Kanellopulos, K., Schmid, S. Photothermal microscopy and spectroscopy with nanomechanical resonators. J Phys Chem C. 127 (45), 21915-21929 (2023).
  22. Kristensen, M. B., Kralj, N., Langman, E. C., Schliesser, A. Long-lived and efficient optomechanical memory for light. Phys Rev Lett. 132 (10), 100802(2024).
  23. Andrews, R. W., et al. Bidirectional and efficient conversion between microwave and optical light. Nat Phys. 10 (4), 321-326 (2014).
  24. Manley, J., Chowdhury, M. D., Grin, D., Singh, S., Wilson, D. J. Searching for vector dark matter with an optomechanical accelerometer. Phys Rev Lett. 126 (6), 061301(2021).
  25. Wilson, D. J. Cavity optomechanics with high-stress silicon nitride films. , California Institute of Technology. (2012).
  26. Norte, R. A. Nanofabrication for on-chip optical levitation, atom-trapping, and superconducting quantum circuits. , California Institute of Technology. (2015).
  27. Reinhardt, C. Ultralow-noise silicon nitride trampoline resonators for sensing and optomechanics. , McGill University. (2017).
  28. Ghadimi, A. H. Ultra-coherent nano-mechanical resonators for quantum optomechanics at room temperature. , EPFL. (2018).
  29. Tsaturyan, Y. Ultracoherent soft-clamped mechanical resonators for quantum cavity optomechanics. , University of Copenhagen, Niels Bohr Institute, Danish Center for Quantum Optics. (2019).
  30. Sadeghi, P. Study of high-Q nanomechanical silicon nitride resonators. , Technische Universität Wien. (2021).
  31. Bereyhi, M. Ultra low quantum decoherence nano-optomechanical systems. , EPFL. (2022).
  32. Agrawal, A. R. Ultra-High-Q Membrane Optomechanics with a Twist. , University of Arizona, Wyant College of Optical Sciences. (2024).
  33. Barg, A., et al. Measuring and imaging nanomechanical motion with laser light. Appl Phys B. 123, 1-8 (2017).
  34. Pratt, J. R., et al. Nanoscale torsional dissipation dilution for quantum experiments and precision measurement. Phys Rev X. 13 (1), 011018(2023).
  35. Pluchar, C. M., Agrawal, A. R., Wilson, D. J. Quantum-limited optical lever measurement of a torsion oscillator. Optica. 12 (3), 418-423 (2025).
  36. Shin, D. C., Hayward, T. M., Fife, D., Menon, R., Sudhir, V. Active laser cooling of a centimeter-scale torsional oscillator. Optica. 12 (4), 473-478 (2025).
  37. Manley, J., et al. Microscale torsion resonators for short-range gravity experiments. Phys Rev D. 110 (12), 122005(2024).
  38. Condos, C. A., et al. Ultralow loss torsion micropendula for chipscale gravimetry. arXiv. , (2024).
  39. Villanueva, L. G., Schmid, S. Evidence of surface loss as ubiquitous limiting damping mechanism in SiN micro- and nanomechanical resonators. Phys Rev Lett. 113 (22), 227201(2014).
  40. Yang, C., Pham, J. Characteristic study of silicon nitride films deposited by LPCVD and PECVD. Silicon. 10 (6), 2561-2567 (2018).
  41. Microposit S1800 G2 Series Photoresists. Technical Datasheet. Technical Datasheet. , Dow Chemical Co. (2024).
  42. Microposit MS-319 Developer. Technical Datasheet. , Shipley Co. (1997).
  43. Seidel, H., Csepregi, L., Heuberger, A., Baumgärtel, H. Anisotropic etching of crystalline silicon in alkaline solutions: I. Orientation dependence and behavior of passivation layers. J Electrochem Soc. 137 (11), 3612-3626 (1990).
  44. Zubel, I., Kramkowska, M. Etch rates and morphology of silicon (hkl) surfaces etched in KOH and KOH saturated with isopropanol solutions. Sens Actuators A Phys. 115 (2-3), 549-556 (2004).
  45. Metzger, C., Favero, I., Ortlieb, A., Karrai, K. Optical self cooling of a deformable Fabry-Perot cavity in the classical limit. Phys Rev B. 78 (3), 035309(2008).
  46. de Jong, M. H., et al. Mechanical dissipation by substrate-mode coupling in SiN resonators. Appl Phys Lett. 121 (3), 032201(2022).
  47. Metzger, C., Favero, I., Ortlieb, A., Karrai, K. Optical self cooling of a deformable Fabry-Perot cavity in the classical limit. Phys Rev B. 78 (3), 035309(2008).
  48. Moura, J. P., Norte, R. A., Guo, J., Schäfermeier, C., Gröblacher, S. Centimeter-scale suspended photonic crystal mirrors. Opt Express. 26 (2), 1895-1909 (2018).
  49. Norder, L., et al. Pentagonal photonic crystal mirrors: scalable lightsails with enhanced acceleration via neural topology optimization. Nat Commun. 16 (1), 2753(2025).
  50. Høj, D., et al. Ultra-coherent nanomechanical resonators based on inverse design. Nat Commun. 12 (1), 5766(2021).
  51. Shin, D., et al. Spiderweb nanomechanical resonators via Bayesian optimization: inspired by nature and guided by machine learning. Adv Mater. 34 (3), 2106248(2022).
  52. Gärtner, C., Moura, J. P., Haaxman, W., Norte, R. A., Gröblacher, S. Integrated optomechanical arrays of two high reflectivity SiN membranes. Nano Lett. 18 (11), 7171-7175 (2018).
  53. Guo, J., Norte, R., Gröblacher, S. Feedback cooling of a room temperature mechanical oscillator close to its motional ground state. Phys Rev Lett. 123 (22), 223602(2019).
  54. Engelsen, N. J., et al. Optomechanical integration of ultralow dissipation nanomechanical resonators. , Optica Publishing Group. (2022).
  55. Schilling, R., et al. Near-field integration of a SiN nanobeam and a SiO2 microcavity for Heisenberg-limited displacement sensing. Phys Rev Appl. 5 (5), 054019(2016).
  56. Wilson, D. J., et al. Measurement-based control of a mechanical oscillator at its thermal decoherence rate. Nature. 524 (7565), 325-329 (2015).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

QRIERingdown

מאמרים קשורים