הפגנה של יצירת קרן שוות-עוצמה על-ידי מטאספנים דיאלקטרי

פרוטוקול זה מספק שיטת ייצור מפורטת למימוש metasurfaces יעילות גבוהה, אחד הנושאים החשובים ביותר בתחום המחקר metasurface. בהשוואה לשיטות אחרות לבדיקת תצהיר שכבה אטומית, טכניקה זו היא עלות נמוכה ושיטת ייצור מהירה למימוש metasurfaces יעילות גבוהה עובד על אורכי גל גלויים. ניתן להחיל פרוטוקול זה על מטא-צורפיות כלליות כגון עדשות, הולוגרמות ושעונים אופטיים רק על-ידי שינוי תצורת התבנית.

טכניקה זו יכולה לספק תובנה בתחום המחקר פוטוניקה סיליקון אשר מנצל מיקרו סיליקון ומבנים ננו. המצע של המטא-צורפייס מותך בסיליקה. הכינו סיליקה מרובעת מלוטשת דו-צדדית נקייה שני סנטימטרים בצד.

קח את המצע כדי לטעון לתוך מערכת PECVD. שם בתא נעילת העומס, מקם את המצע על הג'יג. סגרו את התא והתכוננו להפעלת המערכת.

בתוכנת הבקרה, הגדר את תהליך התצהיר על-ידי קביעת הטמפרטורה, כוח ה-RF, שיעורי זרימת הגז ולחץ התהליך. לאחר התצהיר, אשר לוקח בערך 300 שניות, לשחזר את המדגם. קח את הדגימה עם סיליקון אמורפי מוקשה מופקד לציפוי ספין.

טען את הדגימה על מחזיק דגימת מעיל הספין. לאחר מכן, קבל מסנן רכוב מזרק חמישה מיליליטר המכיל PMMA עם 2%anusol. מעיל את המדגם עם PMMA לפני תחילת הסיבוב ב 2,000 סל"ד למשך דקה אחת.

כאשר נעשה, להעביר את המדגם לצלחת חמה. אופים את הדגימה ב 180 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות. לאחר מכן, להסיר את המדגם כדי לקרר אותו במשך דקה אחת לפני שתמשיך.

ואז להחזיר את הדגימה לציפוי ספין. השתמש בפיגט מיליליטר אחד כדי לשחרר פתרון פולימר מנצח על פני השטח שלו. מצפים את הדגימה ב-2,000 סל"ד לדקה אחת.

כאשר הציפוי הושלם, לקחת את הדגימה עבור ליתוגרפיה קרן אלקטרונים. תתקן את הדגימה בג'יג עבור המכונה. ואז לשים את jig בתא של המכונה ולהשלים את תהליך הטעינה.

להמשיך לעבוד עם הקונסולה ולהכין את מערכת ליתוגרפיה קרן אלקטרונים עבור ההליך. לאחר הכנת המערכת, עבוד במחשב המחובר למסוף. במערכת זו, השתמש בשורת הפקודה כדי להמיר קובץ GDS לקובץ CEL.

בעת המרת הקובץ, הזן משימה כדי להפעיל את תוכנת EBL. השתמש בשורת הפקודה כדי לבדוק שהתבנית הרצויה נמצאת בקובץ בתבנית CEL בספריה הנוכחית. הזן משימה כדי להפעיל את התוכנה.

בתוכנה, לחץ על תפריט שינוי גודל השבב. בחר 600 מיקרומטר על 600 מיקרומטר. לאחר מכן, בחר 240,000 נקודות.

שמור את השינויים. לאחר מכן צא ממסך זה. עכשיו לחץ על תפריט יצירת נתוני דפוס.

בחלון הפקודה, הזן PS כדי לטעון את קובץ CEL של התבנית. הזן I בחלון הפקודה. לאחר מכן לחצו על דוגמת המילוי להגדלת התמונה.

כעת הזן ST0 בחלון הפקודה כדי להגדיר את זמן המינון לשלושה מיקרו-שניות. הזן SP11 כדי להגדיר את גובה הצליל החושף למצב רגיל. צור קובץ CCC על-ידי הזנת מחשב ושם קובץ.

כשתסיים, לחץ על מרכז התבנית. כדי להחיל את תנאי החשיפה, הזן CP בחלון הפקודה ולחץ על התבנית. הזן SV ושם קובץ כדי ליצור קובץ CON.

צא מתפריט יצירת נתוני תבנית זה על-ידי הזנת Q.Move on כדי ללחוץ על תפריט החשיפה. הזן את אני ואת שם הקובץ CON שנבחר. הגדר את ערך המינון ל 2.4.

לחץ על לחצן הבריחה כדי להשלים את לוח הזמנים. לאחר מכן הזן E ולחץ על לחצן החשיפה כדי להתחיל את תהליך החשיפה. כאשר תהליך החשיפה מסתיים, חזור למסוף EBL.

כבה את לחצן הבידוד. לחץ על לחצן EX כדי להזיז את הבמה. ואז לפרוק את הדגימה מהתא.

לאחר מכן, היכונו להסרת הפולימר ה מוליך. לעשות זאת על ידי טבילת המדגם ב 50 מיליליטר של מים deionized במשך דקה אחת. לאחר מכן להעביר את המדגם 10 מיליליטר פתרון של מתיל isobutyl קטון ואלכוהול isopropyl מוקף קרח.

לאחר 12 דקות, להסיר את המדגם ולשטוף אותו עם אלכוהול isopropyl. ייבש אותו בגז חנקן מפוצץ. השלב הבא דורש אידוי קרן אלקטרונים.

יש את הדגימה קבועה על המחזיק של האידוי ולהעלות את המחזיק בתוך תא האידוי. עכשיו תשיג את הכרום לשימוש במאדה. מכינים כרום מסוג חתיכה בכור היתוך גרפיט לאידוי על משטח הדגימה.

טען את כור ההיתוך לתוך התא. לאחר מכן, עבוד עם התוכנה עבור אידוי קרן האלקטרונים. לחץ על כפתור שאיבת התא כדי ליצור ואקום בתא.

במקטע החומר, בחר כרום. לאחר מכן לחץ על לחצן החומר כדי להחיל את הבחירה. לחץ על לחצן תריס קרן E כדי לפתוח את תריס המקור.

לאחר מכן, לחץ על מתח גבוה. בצע פעולה זו על-ידי לחיצה על מקור. השתמש בחץ כלפי מעלה כדי להגדיל לאט את כוח הקרן.

עצור בקצב התצהיר של המטרה. כדי לאפס את מד העובי, לחץ על לחצן אפס. לחץ על לחצן התריס הראשי כדי לפתוח תריס זה.

לפקח על מד העובי. כאשר המד מגיע 30 ננומטר, לחץ על כפתור התריס הראשי כדי לסגור את התריס. לחץ על תריס קרן E כדי לסגור את תריס המקור.

השתמש בחץ כלפי מטה כדי להקטין לאט את כוח הקרן לאפס. פעם אחת באפס, לחץ על מקור ואחריו מתח גבוה. אפשר לתא להתקרר במשך 15 דקות ולאחר מכן לחץ על פתח אוורור.

הסר את הדגימה מהתא והמחזיק. לאחר מכן, קח את זה לתהליך ההמראה. ראשית, לטבול אותו 50 מיליליטר של אצטון במשך שלוש דקות.

בצע זאת על ידי sonication במשך דקה אחת ב 40 קילוהרץ. שוטפים את הדגימה באלכוהול אירופרופיל ומייבשים אותה בגז חנקן. בשלב זה, המדגם מוכן תחריט.

קבל דבק תרמי ולהפיץ אותו על החלק האחורי של המדגם לפני חיבור המדגם לג'יג של מערכת התחריטים. טען את הג'יג לתוך מערכת התחריטים. במחשב, להגדיר את גז כלור ואת מימן ברומיד גז זרימה שיעורי, כוח המקור ואת ההטיה לפני תחריט במשך 100 שניות.

לאחר התחריט, לפרוק את הדגימה. עם ניגוב ללא אבק, הסר את הדבק התרמי. לטבול את המדגם ב 20 מיליליטר של תחריט כרום במשך שתי דקות.

ואז להעביר אותו 50 מיליליטר של מים deionized לדקה אחת. שוטפים את הדגימה במים דה-מיונשים ומפוצצים אותה יבשה בגז חנקן. זוהי תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה של החלק העליון של metasurface.

לכל אחד מהתאים יש בסיס של 150 ננומטר על 80 ננומטר. גובה התא הוא 300 ננומטר. פרטים נוספים של התאים גלויים בתצוגת פרספקטיבה זו.

ניסוי המודד את כוח הקרן כאשר קרן לייזר 532 ננומטר הוא אירוע על metasurface מדגים את הפונקציונליות לקיטוב עצמאי של המכשיר. עבור קורות מקוטבות מעגלית ימנית, קורות מקוטבות ליניארית וקורות מקוטבות מעגלית שמאליות, העוצמה בפקודות החיבור והמינוס של דיפוזיה אחת שוות. ניסויים עם קרן לייזר 635 ננומטר להניב תוצאות דומות.

שיטת הפיתוח היא הצעד החשוב ביותר מכיוון שאנו יכולים לשלוט במדויק בתהליך הפיתוח עקב מהירות תגובה איטית. רוב הכשלים מתרחשים במהלך שלבי הייבוש. יש לזכור כי נושבת חזקה עדיפה על נושבת חלשה באופן כללי.

הליך זה יכול להיות מיושם לא רק על metasurfaces דיאלקטרי כללי, אלא גם פוטוניקה סיליקון ומערכות מכניות מיקרו אלקטרונים. בדרך כלל, אנחנו יכולים לעשות מבנים ננו עדינים על ידי טכניקה זו, כך שהוא סולל את הדרך לטפל איך האור אינטראקציה עם כמה מבנים באורך הגל. PMMA ו אדי פתרון פיתוח הם שניהם מסוכנים ולכן התהליכים הכרוכים בהם חייבים להתבצע ברדסים אדים.