Создание массивов с помощью оптических насыщающихся переходов - Изготовление и характеристика

Общая цель следующего эксперимента заключается в изготовлении субволновых наноструктур с использованием нового метода оптической литографии с использованием нового метода однофотонной оптической литографии. Это достигается путем предварительного нанесения слоя фотохромной молекулы на кремниевую подложку. На втором этапе образец облучают коротковолновым ультрафиолетовым светом, который преобразует изомеры открытого кольца в изомеры замкнутого кольца.

Затем образец освещается стоячей волной, чтобы преобразовать молекулы обратно в форму разомкнутого кольца, за исключением ближайшей близости от узлов. При оптическом насыщении этого перехода молекулы в изомере замкнутого кольца остаются в области, которая намного меньше дифракционного предела дальнего поля. Наконец, образец помещают в полярный растворитель, где изомер замкнутого кольца растворяется быстрее, чем изомер с открытым кольцом, оставляя после себя результаты наноразмерной топографии, которые показывают, что структурирование с помощью оптических насыщаемых переходов является альтернативным методом оптического наноструктурирования для получения субволновых особенностей.

Основные преимущества этого метода по сравнению с существующими методами, такими как сканирующая электронно-лучевая литография, заключаются в том, что структурирование с помощью оптических переходов может быть на порядок быстрее, обеспечивать более точное структурирование, а также быть более простым и дешевым в реализации. Демонстрировать процедуру будет праше Канту, аспирант из моей лаборатории. Этот протокол требует, чтобы все шаги выполнялись в чистом помещении класса 100 или выше.

Чтобы подготовить образец к блокировке растворения, начните с двухдюймовой кремниевой пластины, очищенной буферным раствором оксидного травления и высушенной сухим азотом с пластиной в руке, перейдите к этапу термического выпаривания. В этой лаборатории используется специальный низкотемпературный испаритель, загрузите пластину в держатель образца испарителя, а затем установите держатель на испаритель. Для этого протокола лодка из оксида алюминия была заполнена 30 миллиграммами заушной памяти.

Загружаем эту лодку в источник. В колодце испарителя продолжайте герметизировать отверстия камеры и откачать камеру до базового давления 10 до отрицательной шестерки. Затем Tor испаряет BTE при заданной температуре 100 градусов Цельсия с толщиной пленки примерно 30 нанометров.

Сразу после того, как процесс выпаривания будет завершен и систему можно будет открыть, размонтируйте образец. Затем возьмите его для загрузки в бардачок с азотной средой и УФ-лампой. Здесь образец был загружен в бардачок.

В бардачке. Образец должен быть расположен под ультрафиолетовым светом для заливающего освещения. Осветите образец ультрафиолетовым излучением в течение пяти минут, чтобы заушная ВНЭ превратилась в закрытую форму.

После ультрафиолетового излучения возьмите часть образца для определения характеристик. Для этого с помощью алмазного начертателя определите небольшую область, нацарапав линию от края кремниевой поверхности. Затем возьмитесь за пластину с обеих сторон линии и согните ее вниз до тех пор, пока она не сломается по плоскости кристалла.

Меньшая часть будет использована для определения характеристик после того, как она будет извлечена из перчаточного ящика. Отнесите небольшой кусочек образца к профилометру для проверки толщины заушной пленки. Для проведения измерения с помощью пинцета с тонкими краями можно сделать царапину на поверхности пластины на образце.

Затем измерьте высоту ступени от этой царапины. После измерения толщины заушной пленки вернитесь к образцу в бардачок для подготовки его к экспонированию. Работа в инертной атмосфере бардачка.

С помощью алмазной палочки разрежьте пластину и отломите кусочек для экспонирования. В этом случае кусок составляет около одного квадратного сантиметра. Отложите большую часть и возьмите держатель для образцов в инертной атмосфере.

Загрузите образец экспозиции в держатель образца. Приготовьтесь извлечь держатель для образцов из бардачка. Когда все будет готово, извлеките держатель для образца из бардачка, чтобы поднести его к интерферометру.

На креплении интерферометра, держатель образца в инертной атмосфере на предметном столике. После того, как он будет на месте, прикрепите азотную линию к держателю образца. Откройте порт на держателе образца, чтобы продуть образец азотом.

Затем закройте порт. Удержание азотной линии на месте. Используйте интерферометр для экспонирования образца для нужной экспозиции.

Время После воздействия интерферометром удалите инертную атмосферу, держатель образца и его образец. Перенесите их обратно в бардачок и поместите внутрь. С образцом в бардачке приобретите чистый стеклянный стакан, содержащий 100 миллилитров этиленгликоля.

Извлеките экспонированный образец из держателя и поместите его в стакан на желаемое время проявки. Когда время проявки истечет, извлеките образец из бугорка. Он быстро высохнет в атмосфере азота.

Затем как можно скорее смонтируйте образец для подсветки ультрафиолетовым светом и выдержите его в течение пяти минут. Это график зависимости толщины молекулярных слоев от времени развития двух форм молекул BTE. Данные для открытой формы связаны синей линией.

Данные для закрытой формы соединяются красной линией. На графике показана более высокая растворимость молекулы замкнутой формы в полярных растворителях. Чтобы собрать эти данные, половина выборки была преобразована в закрытую форму, а другая половина — в открытую.

Образец проявляли в этиленгликоле в течение нескольких разных времен проявки, а затем измеряли толщину оставшегося слоя с помощью профилометра. Здесь представлены сканирующие электронно-микроскопические изображения образцов образцов из одиночных экспонирований, выполненных в инертной атмосфере Держатель образца. Размеры элементов составляют 196 нанометров, 160 нанометров и 85 нанометров.

Последнее соответствует ширине линии, примерно равной лямбде. Более 7.4. Данные по нескольким экспозициям показаны крестиками на графике зависимости ширины линии от времени экспозиции.

Для сравнения, синяя кривая представляет собой предсказание простой модели, предполагающей падающее синусоидальное освещение с периодом 457 нанометров и использующей порог экспозиции в качестве единственного подходящего параметра. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как реализовать структурирование сверхвысокого разрешения с помощью оптических переходов.