Un metodo di deposizione di film di vetro calcogenuro derivato da una soluzione di spessore uniforme viene dimostrato utilizzando il movimento controllato numericamente computerizzato di un elettrospray a ugello singolo.
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Articolo metodologico
Electrospray Deposizione di uniformità di spessore Ge
In questo articolo
Sommario
Abstract
Soluzione a base di deposizione di film elettrospray, che è compatibile con continuo, il processo di roll-to-roll, viene applicato agli occhiali calcogenuri. Due composizioni calcogenuri sono dimostrati: Ge 23 Sb 7 S 70 e il 40 S 60, che sono stati entrambi ampiamente studiata per medio infrarosso (mid-IR) dispositivi microphotonic planari. In questo approccio, i film di spessore uniforme vengono fabbricati mediante l'uso di controllo (CNC) motion numerico del computer. vetro calcogenuro (ChG) è scritto sul substrato da un singolo ugello lungo un percorso a serpentina. Films sono stati sottoposti ad una serie di trattamenti termici tra 100 ° C e 200 ° C sotto vuoto per allontanare il solvente residuo e densificare film. Sulla base di Fourier trasmissione spettroscopia infrarossa in trasformata (FTIR) e la superficie misure di rugosità, entrambe le composizioni sono stati trovati per essere adatto per la fabbricazione di dispositivi planari operanti nella regione medio-IR. solvente residuorimozione è risultato essere molto più veloce per As 40 S 60 pellicola rispetto al Ge 23 Sb 7 S 70. Sulla base dei vantaggi di elettrospray, stampa diretta di un rivestimento trasparente gradiente di indice di rifrazione (GRIN) mid-IR è previsto, data la differenza di indice di rifrazione dei due composizioni in questo studio.
Introduzione
Vetri calcogenuri (ChGs) sono ben noti per la loro trasmissione a infrarossi ampia e riconducibilità a spessore uniforme, la deposizione di film coperta 1-3. On-chip guide d'onda, risonatori e altri componenti ottici possono essere formati da questo film di tecniche di litografia, e quindi il successivo rivestimento polimerico per fabbricare dispositivi microphotonic 4-5. Un'applicazione chiave che cerchiamo di sviluppare è piccolo, poco costoso, dispositivi di rilevamento chimico altamente sensibili che operano nel mid-IR, dove molte specie organiche hanno firme ottici 6. sensori chimici Microphotonic possono essere distribui....
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Protocollo
Attenzione: Si prega di consultare le schede di sicurezza (SDS) quando si lavora con queste sostanze chimiche, ed essere consapevoli degli altri pericoli come ad alta tensione, il movimento meccanico del sistema di deposizione, e le alte temperature della piastra e forni utilizzati.
Nota: Iniziare questo protocollo con il vetro calcogenuro di massa, che viene preparato da noti tecniche di fusione di tempra 2.
1. Preparazione di CHG Solutions
Nota: Due soluzioni sono utilizzati in questo studio, Ge 23 Sb 7 S 70 e As 40 S 60, sia disciolto i....
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Risultati
Una rappresentazione schematica del percorso a serpentina utilizzato per ottenere film di spessore uniforme con singola electrospray ugello è mostrato nella Figura 2. La Figura 3 mostra uno spettro esempio trasmissione FTIR di un parzialmente vulcanizzato 40 S 60 film realizzato con moto serpentina dello spray, come così come lo spettro di solvente puro etanolammina. Dalle informazioni che possono essere ottenute dagli spettri FTIR,.......
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Discussione
All'inizio di un film spessore uniforme depositato con moto serpentina dello spray rispetto al substrato, il profilo spessore del film è in aumento. Una volta che la distanza percorsa nella direzione y supera il diametro dello spray (all'arrivo in substrato), il tasso di flusso diventa approssimativamente equivalente per ogni punto sul substrato, e si realizza uniformità di spessore. Per determinare i parametri di deposizione appropriati di un film di spessore uniforme electrosprayed, spessore del film teorica, .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Il finanziamento per questo lavoro è stato fornito dai contratti della Defense Threat Reduction Agency HDTRA1-10-1-0073: HDTRA1-13-1-0001.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Etanolammina | Sigma-Aldrich | 411000-100ML | 99,5% di purezza |
| Si | wafer University Wafer | 1708 | Siringa lucidata su due lati, non drogata |
| Sigma-Aldrich | 20788 | Hamilton serie 700, volume 50 microlitri | |
| Pompa a siringa | Chemyx | Nanojet | |
| CNC fresatrice | MIB instruments | CNC 3020 | |
| Alimentatore | Acopian | P015HP4 | Alimentatore AC-DC, 15 kV, 4 mA |
Riferimenti
- Novak, J., et al. Evolution of the structure and properties of solution-based Ge23Sb7S70 thin films during heat treatment. Mat. Res. Bull. 48, 1250-1255 (2013).
- Musgraves, J. D., et al.
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Ristampe e permessi
