Artykuł metodologiczny

Demonstracja generowania wiązki o jednakowej intensywności za pomocą metapowierzchni dielektrycznych

DOI:

10.3791/59066

⸱

7 czerwca 2019

 ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 2Department of Chemical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 3National Institute of Nanomaterials Technology (NINT)

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiono protokół wytwarzania i optycznej charakterystyki metapowierzchni dielektrycznych. Metoda ta może być stosowana nie tylko do wytwarzania rozdzielaczy wiązki, ale także ogólnych metapowierzchni dielektrycznych, takich jak soczewki, hologramy i peleryny optyczne.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiono protokół produkcji i charakterystyki rozdzielacza wiązki metapowierzchniowej, umożliwiający generowanie wiązki o jednakowej intensywności. Uwodorniony krzem amorficzny (a-Si:H) osadza się na podłożu z stopionej krzemionki za pomocą plazmowego chemicznego osadzania z fazy gazowej (PECVD). Typowy krzem amorficzny osadzający się w wyniku parowania powoduje poważne straty optyczne, wpływając na działanie przy częstotliwościach widzialnych. Atomy wodoru wewnątrz cienkiej warstwy amorficznego krzemu mogą zmniejszyć defekty strukturalne, poprawiając straty optyczne. Do działania metapowierzchni w zakresie widzialnym potrzebne są nanostruktury o wielkości kilkuset nanometrów. Konwencjonalna fotolitografia lub bezpośrednie pisanie laserowe nie jest możliwe przy wytwarzaniu tak małych struktur ze względu na granicę dyfrakcji. W związku z tym litografia wiązką elektronów (EBL) jest wykorzystywana do zdefiniowania maski chromowej (Cr) na cienkiej warstwie. Podczas tego procesu odsłonięty rezystor jest wytwarzany w niskiej temperaturze, aby spowolnić reakcję chemiczną i sprawić, że krawędzie wzoru będą ostrzejsze. Na koniec a-Si:H jest wytrawiany wzdłuż maski za pomocą indukcyjnie sprzężonego plazmowo-reaktywnego trawienia jonowego (ICP-RIE). Zademonstrowana metoda nie jest możliwa do wykonania na dużą skalę ze względu na niską przepustowość EBL, ale można ją udoskonalić, łącząc ją z litografią nanoodcisków. Produkowane urządzenie charakteryzuje się niestandardową konfiguracją optyczną składającą się z lasera, polaryzatora, soczewki, miernika mocy i urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym (CCD). Zmieniając długość fali i polaryzację lasera, mierzone są właściwości dyfrakcyjne. Zmierzone moce wiązki dyfrakcyjnej są zawsze równe, niezależnie od padającej polaryzacji, a także długości fali.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Metapowierzchnie składające się z dwuwymiarowych układów anten o podfalach wykazały wiele obiecujących funkcji optycznych, takich jak soczewki achromatyczne1,2, hologramy3,4,5,6 i optyczne peleryny7. Konwencjonalne, nieporęczne komponenty optyczne można zastąpić ultracienkimi metapowierzchniami przy zachowaniu oryginalnych funkcji. Na przykład rozdzielacz wiązki to urządzenie optyczne służące do rozdzielania padającej wiązki na dwie wiązki. Typowe rozdzielacze wiązki są wykonane przez połączenie dwóch trójkątnych pryzmatów. Ponieważ ich charakterystyka interfejsu determinuje właściwości rozdzielania wiązki, trudno jest zmniejszyć rozmiar fizyczny bez degradacji funkcjonalnej. Z drugiej strony, ultracienkie rozdzielacze wiązki mogą być realizowane z metapowierzchniami zakodowanymi za pomocą jednowymiarowego liniowego gradientu fazowego8,9. Grubość metapowierzchni jest mniejsza niż ich robocze długości fal, a właściwości separacji mogą być kontrolowane przez rozkład faz.

Zaprojektowaliśmy rozdzielacz wiązki metapowierzchniowej, który może generować wiązki o jednakowej intensywności niezależnie od padających stanów polaryzacji10. Ta cecha pochodzi od hologramu Fouriera. Ze względu na obraz dwóch białych plam na czarnym tle, wygenerowany hologram z metapowierzchni jest taki sam jak zakodowany obraz. Hologram Fouriera nie ma określonej ogniskowej, więc zakodowany obraz można obserwować w całej przestrzeni za metasurface11. Jeśli ten sam obraz dwupunktowy jest generowany za metapowierzchnią, działa on również jako rozdzielacz wiązki. Hologram Fouriera za pomocą metapowierzchni tworzy odwrócony obraz, który nazywa się obrazem bliźniaczym, w odniesieniu do ortogonalnych stanów polaryzacji. Obraz bliźniaka jest zwykle traktowany jako szum. Jednak obraz dwupunktowy zakodowany w tej metapowierzchni jest symetryczny pod względem początku, co skutkuje idealnym nałożeniem się obrazów oryginalnych i bliźniaczych. Ponieważ dowolne stany polaryzacji mogą być reprezentowane przez liniową kombinację prawoskrętnych (RCP) i lewoskrętnych (LCP) polaryzacji, opisywane tutaj urządzenie wykazuje funkcjonalność niezależną od polaryzacji.

Tutaj prezentujemy protokół wytwarzania i optycznej charakterystyki metapowierzchni dielektrycznych, umożliwiający generowanie wiązki o jednakowej intensywności. Rozkład faz tego urządzenia jest pobierany z algorytmu Gerchberga-Saxtona (GS), który jest zwykle używany dla hologramów tylko fazowych12. a-Si:H o grubości 300 nm osadza się na podłożu z topionej krzemionki za pomocą PECVD. Maska Cr jest definiowana na folii a-Si:H za pomocą EBL. Wzór maski odpowiada rozkładowi faz wyprowadzonemu z algorytmu GS. ICP-RIE jest wykorzystywany do wytrawiania filmu a-Si:H wzdłuż maski Cr. Reszta maski Cr jest usuwana przez wytrawiacz Cr, kończąc wytwarzanie próbki. Funkcjonalność optyczna wytworzonej metapowierzchni jest charakteryzowana za pomocą dostosowanej konfiguracji optycznej. Gdy wiązka laserowa pada na metapowierzchnię, transmitowana wiązka jest rozdzielana na trzy części, a mianowicie dwie wiązki dyfrakcyjne i jedną wiązkę zeroth-order. Wiązki dyfrakcyjne odchylają się od przedłużenia toru wiązki padającej, podczas gdy wiązka zeroth-order podąża za nią. Aby zweryfikować funkcjonalność tego urządzenia, zmierzyliśmy moc wiązki, profil wiązki i kąt dyfrakcji za pomocą odpowiednio miernika mocy, CCD i kątomierza.

Wszystkie procesy produkcyjne i użyte materiały są zoptymalizowane pod kątem docelowej funkcjonalności. W przypadku widzialnych częstotliwości roboczych poszczególne rozmiary anten powinny wynosić kilkaset nanometrów, a sam materiał powinien charakteryzować się niską stratą optyczną przy widzialnych długościach fal. Tylko kilka rodzajów metod wytwarzania ma zastosowanie przy definiowaniu tak małych konstrukcji. Typowa fotolitografia, a także bezpośrednie pisanie laserowe, nie są w stanie wytworzyć ze względu na limit dyfrakcji. Można zastosować frezowanie skupionej wiązki jonów, ale istnieją krytyczne problemy związane z zanieczyszczeniem galu, zależnością od projektu wzoru i niską prędkością procesu. Praktycznie rzecz biorąc, EBL jest jedynym sposobem na ułatwienie wytwarzania metapowierzchni pracujących z częstotliwościami widzialnymi13.

Dielektryki są zazwyczaj preferowane ze względu na nieuniknione straty omowe metali. Strata optyczna a-Si:H jest wystarczająco niska dla naszego celu. Chociaż strata optyczna a-Si:H nie jest tak niska, jak w przypadku dielektryków o niskiej stratności, takich jak ditlenek tytanu1,4 i krzem krystaliczny14, produkcja a-Si:H jest znacznie prostsza. Typowe procesy parowania i rozpylania nie są w stanie osadzać filmu a-Si:H. PECVD jest zwykle wymagany. Podczas procesu PECVD niektóre atomy wodoru z gazów SiH4 iH2 są uwięzione wśród atomów krzemu, w wyniku czego powstaje warstwa a-Si:H. Istnieją dwa sposoby definiowania wzorców a-Si:H. Jednym z nich jest osadzanie a-Si:H na wzorzystym fotorezyście, po którym następuje proces lift-off, a drugim jest zdefiniowanie maski trawiącej na filmie a-Si:H, a następnie proces trawienia. Ten pierwszy doskonale nadaje się do procesów parowania, ale nie jest łatwo osadzać film a-Si:H za pomocą parowania. W związku z tym ten ostatni jest optymalnym sposobem tworzenia wzorów a-Si:H. Cr jest stosowany jako materiał maski trawiącej ze względu na jego wysoką selektywność trawienia z krzemem.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Wytwarzanie metapowierzchni dielektryka

  1. Wstępne czyszczenie podłoża z topionej krzemionki
    1. Przygotować obustronnie polerowane, stopione podłoże krzemionkowe (długość: 2 cm; szerokość: 2 cm; grubość: 500 μm).
    2. Zanurzyć stopiony substrat krzemionkowy w 50 ml acetonu i prowadzić proces sonikacji przez 5 minut przy 40 kHz.
    3. Zanurzyć substrat w 50 ml 2-propanolu (IPA) i prowadzić proces sonikacji przez 5 minut przy 40 kHz.
    4. Przepłukać podłoże IPA i przedmuchnąć gaz azotem (N2) w celu wysuszenia podłoża przed odparowaniem IPA.
  2. Osadzanie a-Si:H metodą PECVD
    1. Przygotowane podłoża należy umieścić na zygzaku wewnątrz komory śluzy ładunkowej systemu PECVD.
    2. W oprogramowaniu PECVD ustaw temperaturę w komorze na 300 °C i ustaw moc częstotliwości radiowej na 800 W.
    3. Ustaw natężenie przepływu gazu SiH4 na 10 sccm, a natężenie przepływu gazu H2 na 75 sccm.
    4. Ustaw ciśnienie procesowe na 25 mTorr. Kliknij przycisk Start, aby rozpocząć proces osadzania, który trwa ~300 s.
  3. Formowanie maski do trawienia Cr
    1. Pobrać próbkę otrzymaną z kroku 1.2.4 na uchwyt próbki urządzenia do powlekania wirowego. Uwolnić poli(metakrylan metylu) (PMMA) A2 na próbce za pomocą strzykawki o pojemności 5 ml z filtrem i rozpocząć proces powlekania z prędkością obrotową 2 000 obr./min przez 1 min.
      UWAGA: Uwolniony PMMA powinien pokryć całe podłoże; W przeciwnym razie folia powlekana wirowo nie będzie jednolita.
    2. Przenieść próbkę z uchwytu na próbkę na płytę grzejną i piec próbkę na płycie grzejnej w temperaturze 180 °C przez 5 minut. Następnie schłodzić próbkę w temperaturze pokojowej przez 1 minutę.
    3. Załadować próbkę do uchwytu próbki w powlekarce wirowej. Zwolnij element dystansowy E na próbce za pomocą pipety o pojemności 1 ml i rozpocznij proces powlekania z prędkością obrotową 2 000 obr./min przez 1 min.
      UWAGA: Zwolniona podkładka dystansowa E powinna pokryć całe podłoże; W przeciwnym razie folia powlekana wirowo nie będzie jednolita.
    4. Załaduj i zamocuj próbkę na zig dla EBL. Włóż zig do komory EBL, a następnie załaduj go do komory głównej.
    5. Na konsoli EBL naciśnij przycisk Isolation (Izolacja), a następnie przycisk FC. Ustaw powiększenie na maksymalną wartość za pomocą pokrętła powiększenia.
    6. Włącz przycisk Zaznaczanie zera. Obróć pokrętło prądu wiązki, aby ustawić wartość prądu wiązki na 50 pA. Wyłącz przycisk zaznaczania zera.
    7. Naciśnij przycisk Odniesienie, aby przesunąć stolik do pozycji odniesienia. Wyłącz przycisk Puste.
    8. Ustaw wartość powiększenia na 100 000 za pomocą pokrętła powiększenia. Wyreguluj pokrętła ostrości i stygmatyzmu, aby uzyskać najwyraźniejszy obraz na wyświetlaczu EBL. Włącz przycisk Blank (Pust).
    9. Na komputerze podłączonym do konsoli EBL uruchom terminal Linux. Przenieś bieżącą lokalizację do folderu, w którym znajduje się plik .gds, za pomocą polecenia cd.
    10. Wpisz gds2cel, aby przekonwertować plik .gds na plik .cel i poczekaj, aż się zakończy. Wprowadź zadanie, aby uruchomić główne oprogramowanie.
    11. Kliknij menu Modyfikacja rozmiaru żetonów. Wybierz 600 μm x 600 μm i 240 000 punktów. Kliknij Zapisz, a następnie Wyjdź.
    12. Kliknij menu Tworzenie danych wzorca. Wpisz ps w oknie poleceń, aby załadować plik .cel wzorca wygenerowany w kroku 1.3.10. Wpisz i w oknie poleceń i kliknij wzór, aby powiększyć obraz wzoru.
    13. Wprowadź sd w oknie poleceń i 3, aby ustawić czas dawki na 3 μs. Wprowadź sp w oknie poleceń i 1,1, aby ustawić wysokość ekspozycji na normalny stan. Wpisz pc w oknie poleceń i nazwę pliku, aby utworzyć plik .ccc. Kliknij środek wzorku.
    14. Wprowadź cp w oknie poleceń i kliknij wzorzec, aby zastosować warunki uwidaczniania z kroku 1.3.13. Wprowadź sv w oknie poleceń i nazwę pliku, aby utworzyć plik .con. Wprowadź q w oknie poleceń, aby wyjść z menu Tworzenie danych wzorca.
    15. Kliknij menu Ekspozycja. Wprowadź i i nazwę pliku .con z kroku 1.3.14. Wprowadź e i kliknij przycisk Ekspozycja, aby rozpocząć proces naświetlania.
      UWAGA: Czas naświetlania zależy od obszaru i gęstości wzoru. Ogólne wzory metapowierzchni o wymiarach 300 μm x 300 μm zajmują ~3 godziny.
    16. Po zakończeniu procesu naświetlania wyłącz przycisk Izolacja. Naciśnij przycisk EX, aby przesunąć scenę.
    17. Po zakończeniu naświetlania należy wyładować próbkę z komory. Zanurz próbkę w 50 ml wody dejonizowanej (DI) na 1 minutę, aby usunąć przekładkę E.
    18. Przygotować 10 ml ketonu metylowo-izobutylowego (MIBK):IPA = roztwór 1:3 w zlewce otoczonej lodem. Zanurzyć próbkę w roztworze MIBK:IPA = 1:3 na 12 minut. Następnie przepłukać próbkę alkoholem izopropylowym i przedmuchnąć gazN2 w celu wysuszenia próbki.
    19. Załadować i zamocować próbkę na uchwycie parownika wykorzystującego wiązkę elektronów. Zamontuj uchwyt wewnątrz komory parownika.
      20. Załadować do komory parowania cząstkowy
    20. Cr zawierający tygiel grafitowy.
    21. W oprogramowaniu parownika wiązki elektronów kliknij przycisk Pompowanie w komorze, aby wytworzyć podciśnienie we wnętrzu komory i obniżyć ciśnienie do 3 x 10-6 mTorr.
    22. Wybierz Chrom w sekcji materiału i kliknij przycisk Materiał, aby go zastosować. Kliknij przycisk migawki wiązki elektronowej, aby otworzyć migawkę źródłową. Kliknij przycisk Wysokie napięcie i Źródło, w tej kolejności.
    23. Kliknij przycisk strzałki w górę, aby powoli zwiększać moc wiązki elektronów i powtarzaj to, aż szybkość osadzania osiągnie 0,15 nm/s.
      UWAGA: Jedno kliknięcie na 5 s jest wystarczająco wolne.
    24. Kliknij przycisk Zero, aby zresetować miernik grubości. Kliknij przycisk Migawka główna, aby otworzyć migawkę główną. Gdy grubościomierz osiągnie 30 nm, kliknij przycisk głównej migawki, aby zamknąć główną migawkę.
      UWAGA: Czas osadzania można łatwo obliczyć na podstawie szybkości stapiania. Osadzanie o grubości 30 nm trwa ~200 s, w warunkach użytych tutaj.
    25. Kliknij przycisk migawki wiązki elektronowej, aby zamknąć migawkę źródła. Kliknij przycisk strzałki w dół, aby powoli zmniejszać moc wiązki elektronów i powtarzaj to, aż moc osiągnie 0.
      UWAGA: Jedno kliknięcie na 5 s jest wystarczająco wolne.
    26. Kliknij przycisk Źródło, a następnie Wysokie napięcie. Odczekaj 15 minut, aby schłodzić komorę. Kliknij przycisk Vent, aby odpowietrzyć komorę i wyładować próbkę z uchwytu.
    27. Zanurzyć próbkę w 50 ml acetonu na 3 minuty. Przeprowadzić proces sonikacji przez 1 minutę przy 40 kHz. Przepłukać próbkę alkoholem izopropylowym i przedmuchnąć gazemN2 w celu wysuszenia próbki.
  4. Proces trawienia a-Si:H
    1. Rozprowadź klej termiczny na tylnej stronie próbki. Przymocuj próbkę do zygzaka i załaduj zig do systemu trawienia.
    2. W oprogramowaniu ustaw natężenie przepływu chloru (Cl2) na 80 sccm, a natężenie przepływu bromowodoru (HBr) na 120 sccm. Ustaw moc źródła na 500 W, a odchylenie na 100 V. Kliknij przycisk Start, aby rozpocząć proces trawienia na 100 s.
    3. Rozładować próbkę i usunąć klej termiczny za pomocą wycieraczki pyłoszczelnej.
    4. Zanurzyć próbkę w 20 ml wytrawiacza Cr etchant na 2 minuty i w 50 ml wody demineralizowanej na 1 minutę. Przepłukać próbkę wodą demineralizowaną i przedmuchnąć gazN2 w celu wysuszenia próbki.
  5. Uzyskanie obrazu wytworzonej metapowierzchni za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego
    1. Załadować próbkę do uchwytu próbki w powlekarce wirowej, zwolnić element dystansowy E na próbce za pomocą pipety o pojemności 1 ml i rozpocząć proces powlekania z prędkością obrotową 2 000 obr./min przez 1 minutę.
    2. Zamocuj próbkę na uchwycie próbki skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) za pomocą taśmy węglowej. Umieść uchwyt w komorze blokady obciążenia SEM i wytwórz podciśnienie w komorze blokady obciążenia.
    3. Przenieś uchwyt z komory blokady ładunku do komory głównej. Włącz wiązkę elektronów z napięciem przyspieszenia 15 kV.
    4. Przesuń stolik na odległość roboczą 1 cm. Znajdź metapowierzchnię, przesuwając stół montażowy w poziomie. Dostosuj stygmatyzm i ogniskową, aż obraz stanie się wyraźny.
    5. Uchwyć obrazy.
    6. Wyłącz wiązkę elektronów. Przesuń stolik do pozycji ekstrakcji. Przenieś uchwyt z komory głównej do komory blokady ładunku.
    7. Odpowietrzyć komorę załadunku i rozładować próbkę.
    8. Zanurz próbkę w 50 ml wody DI na 1 minutę, aby usunąć przekładkę E. Wdmuchnąć gaz N2 w celu wysuszenia próbki.

2. Charakterystyka optyczna metapowierzchni dielektryka

UWAGA: Bezpośrednie promieniowanie lasera może uszkodzić oczy. Unikaj bezpośredniego kontaktu z oczami i noś odpowiednie okulary ochronne do lasera.

  1. Zamontuj laser o długości fali 635 nm na stole optycznym (Rysunek 1a). Włącz laser i odczekaj 10 minut, aby ustabilizować moc wiązki.
  2. Dostosuj poziome i pionowe wyrównanie lasera za pomocą ekranu wyrównującego zarówno blisko, jak i daleko od lasera.
  3. Umieść filtr o neutralnej gęstości przed laserem. Zamontuj pierwszą wypukłą soczewkę za filtrem o neutralnej gęstości. Umieść tęczówkę w tylnej płaszczyźnie ogniskowej wypukłej soczewki, aby usunąć szumy.
  4. Zamontuj drugi wypukły obiektyw o dwukrotnie większej ogniskowej niż pierwszy wypukły obiektyw. Umieść polaryzator liniowy za drugą soczewką wypukłą. Umieść prawoskrętny polaryzator kołowy za polaryzatorem liniowym.
  5. Zamontuj trzecią wypukłą soczewkę za okrągłym polaryzatorem. Zamontuj spreparowaną metapowierzchnię na uchwycie. Zlokalizuj metapowierzchnię w tylnej płaszczyźnie ogniskowej soczewki wypukłej.
    UWAGA: Wiązka lasera powinna padać od podłoża do obszaru wzoru.
  6. Umieść gruby ekran z białego papieru, który ma otwór o średnicy 1 cm pośrodku, za metapowierzchnią. Zamontuj kątomierz na stole optycznym, wyrównując początek układu współrzędnych z metapowierzchnią.
  7. Zmierz moc trzech wiązek dyfrakcyjnych, które są trzema jasnymi punktami na ekranie, za pomocą miernika mocy.
    UWAGA: Jeśli moc wiązki laserowej nie jest utrzymywana na stałym poziomie, oblicz średnią moc wiązki w danym okresie czasu.
  8. Zastąp prawoskrętny polaryzator kołowy polaryzatorem kołowym lewoskrętnym. Zmierz trzy moce wiązki dyfrakcyjnej za pomocą miernika mocy.
  9. Usuń lewoskrętny polaryzator kołowy. Zmierz trzy moce wiązki dyfrakcyjnej za pomocą miernika mocy.
  10. Zmniejsz moc wiązki laserowej, używając filtra o neutralnej gęstości, aby umożliwić pomiar CCD. Umieść prawoskrętny polaryzator kołowy. Uchwyć trzy profile wiązki dyfrakcyjnej za pomocą CCD.
    UWAGA: Preferowana jest słabsza moc wiązki laserowej, aby zapobiec uszkodzeniu CCD. W pracach wykorzystano wiązkę o mocy 300 μW.
  11. Zastąp prawoskrętny polaryzator kołowy polaryzatorem kołowym lewoskrętnym. Uchwyć trzy profile wiązki dyfrakcyjnej za pomocą CCD.
  12. Usuń lewoskrętny polaryzator kołowy. Uchwyć trzy profile wiązki dyfrakcyjnej za pomocą CCD.
  13. Zastąp laser o długości fali 635 nm laserem o długości fali 532 nm.
  14. Powtórz kroki od 2.2 do 2.12.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wyniki pomiarów pokazują niezależną od polaryzacji funkcjonalność prezentowanego tutaj urządzenia (Rysunek 1). Zmierzone moce wiązki rzędów dyfrakcyjnych m = ± 1 są równe niezależnie od padającego stanu polaryzacji (tj. RCP, LCP i polaryzacja liniowa). Ponieważ dowolne stany polaryzacji mogą zostać zdekomponowane przez liniową kombinację RCP i LCP, funkcjonalność urządzenia może zostać zachowana, niezależnie od stanów polaryzacji. Kąty dyfrakcji wynoszą 24° i 28,5° dla długości fal odpowiednio 532 nm ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Niektóre etapy produkcji należy przeprowadzić ostrożnie, aby wygenerować metapowierzchnię, która jest taka sama jak oryginalny projekt. W procesie opracowywania rezystu zwykle preferowane jest rozwiązanie niskotemperaturowe. Standardowym warunkiem jest temperatura pokojowa, ale szybkość reakcji można spowolnić, obniżając temperaturę roztworu do 0 °C. Chociaż odpowiedni czas reakcji wydłuża się, można uzyskać drobniejszy wzór niż w warunkach standardowych. Kontrola czasu reakcji jest również łatwa ze względu na niską pręd...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca jest finansowana przez granty National Research Foundation (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) finansowane przez Ministerstwo Nauki i Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych (MSIT), Republika Korei.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Plazmowe chemiczne osadzanie z fazy gazowejTechnologia BMRHiDep-SC
Litografia wiązką elektronówElionixELS-7800
System odparowywania wiązką elektronówKorea Vacuum TechKVE-E4000
Indukcyjnie sprzężone plazmowe reaktywne trawienie jonoweDMS-Myjka
ultradźwiękowaHondaW-113
Odporność na wiązkę elektronówMICROCHEM495 PMMA A2
Odporność wywoływaczMICROCHEMMIBK:IPA=1:3
Polimer przewodzącyShowa denkoE-spacer
Wytrawiacz chromowyKMGCR-7
AcetonJ.T. Baker925402
2-propanolJ.T. Baker909502
Źródło parowania chromuKurt J. LeskerEVMCR35D
Moduł kolimowanej diody laserowejThorlabsCPS-635długość fali: 635 nm
Laser ND:YAGLaser GAMGAM-2000długość fali: miernik mocy 532 nm
ThorlabsS120VC
INFINITYinfinity2-2M
ND filterThorlabsNCD-50C-4-A
ThorlabsLPVISA100-MP2
ObiektywThorlabsLB1676
IrisThorlabsID25
Polaryzator kołowyEdmund optyka88-096
uchwyt na próbkiThorlabsXYFM1
PECVD oprogramowanieTechnologia BMRUKRYĆ
Kamera CCD Polaryzator liniowy

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Khorasaninejad, M., et al. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging. Science. 352 (6290), 1190-1194 (2016).
  2. Chen, W. T., et al. A broadband achromatic metalens for focusing and imaging in the visible. Nature Nanotechnology. 13 (3), 220-226 (2018).
  3. Zheng, G., et al. Metasurface holograms reaching 80% efficiency. Nature Nanotechnology. 10 (4), 308-312 (2015).
  4. Devlin, R. C., Khorasaninejad, M., Chen, W. T., Oh, J., Capasso, F. Broadband high-efficiency dielectric metasurfaces for the visible spectrum. Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (38), 10473-10478 (2016).
  5. Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. Pragmatic Metasurface Hologram at Visible Wavelength: The Balance between Diffraction Efficiency and Fabrication Compatibility. ACS Photonics. 5 (5), 1643-1647 (2018).
  6. Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. "Crypto-Display" in Dual-Mode Metasurfaces by Simultaneous Control of Phase and Spectral Responses. ACS Nano. 12 (7), 6421-6428 (2018).
  7. Ni, X., Wong, Z. J., Mrejen, M., Wang, Y., Zhang, X. An ultrathin invisibility skin cloak for visible light. Science. 349 (6254), 1310-1314 (2015).
  8. Khorasaninejad, M., Crozier, K. B. Silicon nanofin grating as a miniature chirality-distinguishing beam-splitter. Nature Communications. 5, 5386(2014).
  9. Zhang, D., et al. Nanoscale beam splitters based on gradient metasurfaces. Optics Letters. 43 (2), 267(2018).
  10. Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. Geometric metasurface enabling polarization independent beam splitting. Scientific Reports. 8 (1), 9468(2018).
  11. Goodman, J. W. Introduction to Fourier Optics. , Roberts and Company Publishers. Englewood, CO. (2005).
  12. Gerchberg, R. W., Saxton, W. O. A practical algorithm for the determination of the phase from image and diffraction plane pictures. Optik. 35 (2), 237-246 (1972).
  13. Yoon, G., Kim, I., Rho, J. Challenges in fabrication towards realization of practical metamaterials. Microelectronic Engineering. 163, 7-20 (2016).
  14. Zhou, Z., et al. Efficient Silicon Metasurfaces for Visible Light. ACS Photonics. 4 (3), 544-551 (2017).
  15. Dammann, H., Görtler, K. High-efficiency in-line multiple imaging by means of multiple phase holograms. Optics Communications. 3 (5), 312-315 (1971).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Litografia wi zk elektron wuwodorniony amorficzny krzemreaktywne trawienie jonowe z plazm sprz on indukcyjniewytwarzanie dzielnika wi zkiuk ad do charakterystyki optycznejdyfrakcja niezale na od polaryzacjiintegracja z litografi nanoimprintowpod o e z topowej krzemionki

Powiązane artykuły