Demonstração da geração de feixe de intensidade igual por Metasurfaces dielétricas

Este protocolo fornece um método de fabricação detalhado para realizar metasuperfícies de alta eficiência, uma das questões mais importantes na área de pesquisa de metasuperfícies. Em comparação com outros métodos para testar a deposição de camada atômica, esta técnica é um método de fabricação de baixo custo e rápida para realizar metasuperfícies de alta eficiência trabalhando em comprimentos de onda visíveis. Este protocolo pode ser aplicado para fabricar metasuperfícies gerais, como lentes, hologramas e relógios ópticos apenas alterando a configuração do padrão.

Esta técnica pode fornecer insights sobre o campo de pesquisa fotônica de silício que utiliza micro e nano estruturas de silício. O substrato para a metasuperfície é sílica fundida. Prepare uma sílica quadrada polida de dois centímetros de um lado.

Pegue o substrato para carregar no sistema PECVD. Ali na câmara de bloqueio de carga, posicione o substrato no gabarito. Feche a câmara e prepare-se para operar o sistema.

No software de controle, configure o processo de deposição definindo a temperatura, a potência de RF, as taxas de fluxo de gás e a pressão do processo. Após o depoimento, que leva cerca de 300 segundos, recupere a amostra. Leve a amostra com silício amorfo hidrogenado depositado em um revestimento de spin.

Carregue a amostra no suporte de amostra do revestimento de spin. Em seguida, obtenha um filtro montado cinco seringas mililitro contendo PMMA com 2%de anusol. Cubra a amostra com o PMMA antes de iniciar a rotação a 2.000 RPM por um minuto.

Quando terminar, transfira a amostra para uma placa quente. Asse a amostra a 180 graus Celsius por cinco minutos. Em seguida, remova a amostra para esfriá-la por um minuto antes de continuar.

Em seguida, devolva a amostra para o revestido de spin. Use uma pipeta de um mililitro para liberar uma solução de polímero condutor em sua superfície. Cubra a amostra a 2.000 RPM por um minuto.

Quando o revestimento estiver completo, pegue a amostra para litografia do feixe de elétrons. Tenha a amostra fixada no gabarito da máquina. Em seguida, coloque o gabarito na câmara da máquina e complete o processo de carregamento.

Passe a trabalhar com o console e prepare o sistema de litografia do feixe de elétrons para o procedimento. Depois de preparar o sistema, trabalhe no computador conectado ao console. Neste sistema, use a linha de comando para converter um arquivo GDS em um arquivo CEL.

Quando o arquivo for convertido, insira trabalho para iniciar o software EBL. Use a linha de comando para verificar se o padrão desejado está em um arquivo de formato CEL no diretório atual. Insira trabalho para executar o software.

No software, clique no menu de modificação do tamanho do chip. Selecione 600 micrômetros por 600 micrômetros. Em seguida, selecione 240.000 pontos.

Guarde as mudanças. Então saia desta tela. Agora clique no menu de criação de dados de padrão.

Na janela de comando, digite PS para carregar o arquivo CEL do padrão. Digite eu na janela de comando. Em seguida, clique no padrão para ampliar a imagem.

Agora digite o ST0 na janela de comando para definir o tempo de dose para três microsegundos. Digite SP11 para definir o campo de exposição em uma condição normal. Crie um arquivo CCC inserindo PC e um nome de arquivo.

Quando terminar, clique no centro do padrão. Para aplicar as condições de exposição, digite CP na janela de comando e clique no padrão. Digite SV e um nome de arquivo para criar um arquivo CON.

Saia deste menu de criação de dados de padrão inserindo Q.Move para clicar no menu de exposição. Digite eu e o nome de arquivo CON escolhido. Defina o valor da dose para 2,4.

Pressione o botão de fuga para completar a programação. Em seguida, digite E e clique no botão de exposição para iniciar o processo de exposição. Quando o processo de exposição terminar, retorne ao console EBL.

Desligue o botão de isolamento. Pressione o botão EX para mover o palco. Então descarregue a amostra da câmara.

Em seguida, prepare-se para remover o polímero condutor. Faça isso imergindo a amostra em 50 mililitros de água deionizada por um minuto. Em seguida, mova a amostra para uma solução de 10 mililitros de cetona de isobutilo de metila e álcool isopropílico cercado por gelo.

Após 12 minutos, retire a amostra e enxágue-a com álcool isopropílico. Seque-o com gás nitrogênio queimado. O próximo passo requer um evaporador de feixe de elétrons.

Tenha a amostra fixada no suporte do evaporador e monte o suporte dentro da câmara de evaporação. Agora pegue o cromo para uso no evaporador. Prepare o cromo do tipo peça em um cadinho de grafite para evaporação na superfície da amostra.

Coloque o cadinho na câmara. Em seguida, trabalhe com o software para o evaporador do feixe de elétrons. Clique no botão de bombeamento da câmara para criar um vácuo na câmara.

Na seção material, selecione cromo. Em seguida, clique no botão material para aplicar a seleção. Clique no botão Obturador de feixe E para abrir o obturador de código.

Em seguida, clique em alta tensão. Siga isso clicando na fonte. Use a seta para cima para aumentar lentamente a potência do feixe.

Pare na taxa de deposição alvo. Para redefinir o medidor de espessura, clique no botão zero. Clique no botão principal do obturador para abrir o obturador.

Monitore o medidor de espessura. Quando o medidor atingir 30 nanômetros, clique no botão principal do obturador para fechar o obturador. Clique no obturador de feixe E para fechar o obturador de origem.

Use a seta para baixo para diminuir lentamente a potência do feixe para zero. Uma vez a zero, clique na fonte seguida de alta tensão. Deixe a câmara esfriar por 15 minutos e clique em ventilação.

Remova a amostra da câmara e do suporte. Em seguida, leve-o para um processo de decolagem. Primeiro, mergulhe em 50 mililitros de acetona por três minutos.

Siga isso por sônica por um minuto a 40 kilohertz. Enxágüe a amostra em álcool isopropílico e seque-a com gás nitrogênio. Neste ponto, a amostra está pronta para gravação.

Pegue cola térmica e espalhe na parte de trás da amostra antes de anexar a amostra ao gabarito do sistema de gravação. Coloque o gabarito no sistema de gravação. No computador, defina as taxas de fluxo de gás cloro e gás brometo de hidrogênio, a energia de origem e o viés antes de gravar por 100 segundos.

Depois da gravação, descarregue a amostra. Com uma limpeza sem poeira, remova a cola térmica. Mergulhe a amostra em 20 mililitros de etchant de cromo por dois minutos.

Em seguida, transfira para 50 mililitros de água deionizada por um minuto. Enxágüe a amostra com água deionizada e assopre-a com gás nitrogênio. Esta é uma imagem de microscopia eletrônica de varredura do topo da metasuperfície.

Cada uma das células tem uma base que é de 150 nanômetros por 80 nanômetros. A altura da célula é de 300 nanômetros. Detalhes adicionais das células são visíveis nesta visão de perspectiva.

Um experimento que mede a potência do feixe quando um raio laser de 532 nanômetros é incidente na metásperfia demonstra a funcionalidade independente da polarização do dispositivo. Para feixes circularmente polarizados, feixes linearmente polarizados e feixes circularmente polarizados, a potência nas ordens de ação mais e menos uma é igual. Experimentos com um raio laser de 635 nanômetros produzem resultados semelhantes.

O método de desenvolvimento é o passo mais importante porque podemos controlar precisamente o processo de desenvolvimento devido à velocidade de reação lenta. A maioria das falhas ocorrem durante as etapas de secagem. Deve-se ter em mente que sopro forte é melhor do que soprar fraco em geral.

Este procedimento pode ser aplicado não apenas a metásfas dielétricas gerais, mas também a fotônica de silício e sistemas mecânicos de micro elétrons. Geralmente, podemos fazer delicadas nanoescoven estruturas por essa técnica para que ela abra o caminho para abordar como a luz interage com algumas estruturas de comprimento de onda. O vapor pmma e a solução de desenvolvimento são ambos perigosos, por isso os processos que os envolvem devem ser realizados em capas de fumaça.