Summary
Ett protokoll för tillverkning och optisk karakterisering av dielektriska metasurfaces presenteras. Denna metod kan tillämpas på tillverkning av inte bara balk splitters, men också av allmänna dielektriska metasurfaces, såsom linser, hologram, och optiska kappor.
Abstract
Tillverknings-och karakterisering protokoll för en metasurface balk splitter, vilket möjliggör lika intensitet stråle generation, demonstreras. Hydrerad amorf kisel (a-Si: H) deponeras på smält kiseldioxid substrat, med hjälp av plasma-förstärkt kemisk ånga deposition (PECVD). Typiska amorfa kisel deponeras genom avdunstning orsakar svår optisk förlust, inkräkta operationen vid synliga frekvenser. Väteatomer inne i Amorft kisel tunn film kan minska strukturella defekter, förbättra optisk förlust. Nanostrukturer av några hundra nanometrar krävs för driften av metasurfaces i de synliga frekvenserna. Konventionella Photolithography eller direkt laser skrivning är inte möjligt när fabricera sådana små strukturer, på grund av diffraktion gränsen. Därför används elektronstråle litografi (EBL) för att definiera en krom (CR) mask på den tunna filmen. Under denna process, den exponerade motstå utvecklas vid en kall temperatur för att bromsa den kemiska reaktionen och göra mönstret kanterna skarpare. Slutligen, a-Si: H är etsad längs masken, med induktivt kopplade plasma-reaktiv Ion etsning (ICP-RIE). Den demonstrerade metoden är inte genomförbar för storskalig tillverkning på grund av den låga genomströmningen av EBL, men den kan förbättras genom att kombinera den med Nanoimprint litografi. Den fabricerade enheten kännetecknas av en skräddarsydd optisk inställning bestående av en laser, polarisator, lins, kraftmätare, och Charge-kopplad enhet (CCD). Genom att ändra Laservåglängd och polarisering mäts diffraktions egenskaperna. De uppmätta diffragerade balk krafterna är alltid lika, oavsett incident polarisering, samt våglängd.
Introduction
Metasurfaces består av två-dimensionell subvåglängd antenn arrayer har visat många lovande optiska funktioner, såsom akromatiska linser1,2, hologram3,4,5 ,6, och optiska kappor7. Konventionella skrymmande optiska komponenter kan bytas ut mot ultratunna metasurfaces samtidigt som de ursprungliga funktionerna bibehålls. Till exempel är en balk splitter en optisk enhet som används för att separera en incident stråle i två balkar. Typiska balk splitters görs genom att kombinera två triangulära prismor. Eftersom deras gränssnitt egenskaper bestämma strålen uppdelning egenskaper, är det svårt att minska den fysiska storleken utan funktionell nedbrytning. Å andra sidan kan ultratunna beam splitters realiseras med metasurfaces kodade med en endimensionell linjär fas lutning8,9. Tjockleken på metasurfaces är mindre än deras arbetande våglängder, och separations egenskaper kan styras av fasfördelningen.
Vi konstruerade en metasurface balk splitter som kan generera lika intensitet balkar oavsett incident polarisering stater10. Denna egenskap kommer från ett Fourierhologram. På grund av bilden av två vita fläckar på en svart bakgrund, är genererade hologram från metasurface samma som den kodade bilden. Fourierhologrammet har ingen specifik brännvidd, så den kodade bilden kan observeras i hela utrymmet bakom metasurface11. Om samma två-plats bilden genereras bakom metasurface, det fungerar också som en balk splitter. Den Fourier hologram av metasurface skapar en inverterad bild, som kallas en tvilling bild, med avseende på ortogonala polarisering stater. Twin-bilden betraktas vanligtvis som brus. Den tvåpunkts-bild som kodats i detta metasurface är dock ursprung-symmetrisk, vilket resulterar i en perfekt överlappning av original och tvilling bilder. Eftersom alla polariserings tillstånd kan representeras av en linjär kombination av högerhänt (RCP) och vänsterhänt (LCP) cirkulär polarizations, den anordning som beskrivs här visar polariserings-oberoende funktionalitet.
Här presenterar vi ett protokoll för tillverkning och optisk karakterisering av dielektriska metasurfaces möjliggör lika intensitet stråle generation. Fas distributionen av den här enheten hämtas från Gerchberg – Saxton (GS)-algoritmen, som vanligtvis används för fas-endast hologram12. a-Si: H av 300 nm tjock deponeras på smält kiseldioxid substrat, med hjälp av PECVD. En CR-mask definieras på a-Si: H-filmen, med EBL. Mask mönstret motsvarar fasfördelningen som härleds från GS-algoritmen. ICP-RIE utnyttjas för att etch a-Si: H-filmen längs CR-masken. Resten av CR-masken avlägsnas genom att CR-etsmedel Slutför prov tillverkningen. Den optiska funktionaliteten hos den fabricerade metasurface kännetecknas med hjälp av en skräddarsydd optisk inställning. När en laserstråle är incident till metasurface, är den överförda strålen uppdelad i tre delar, nämligen två mängder balkar och en Zeroth-order balk. De diffragerade strålarna avviker från en förlängning av den infallande strål vägen medan Zeroth-orderbalken följer den. För att kontrollera funktionaliteten hos denna enhet, mätte vi strålen makt, balk profil och mängder vinkel med hjälp av en effektmätare, CCD, och gradskiva, respektive.
Alla tillverkningsprocesser och material som används är optimerade för mål funktionerna. För synliga arbets frekvenser bör de enskilda antenn storlekarna vara några hundra nanometrar, och själva materialet bör ha en låg optisk förlust vid synliga våglängder. Endast ett fåtal typer av tillverkningsmetoder är tillämpliga när man definierar sådana små strukturer. Typisk Photolithography, såväl som riktar laser-handstil, är oförmögna av fabricering tack vare diffraktionen begränsar. Fokuserad jonstråle fräsning kan användas, men det finns kritiska frågor om gallium förorening, mönster design beroende, och den långsamma processen hastighet. Praktiskt taget är EBL det enda sättet att underlätta tillverkningen av metasurfaces som arbetar på synliga frekvenser13.
Dielectrics är oftast att föredra på grund av den oundvikliga ohmsk förlust av metaller. Den optiska förlusten av a-Si: H är tillräckligt låg för vårt syfte. Även om den optiska förlusten av a-Si: h är inte så låg som låg förlust dielektrika såsom titandioxid1,4 och kristallint kisel14, tillverkning av a-Si: h är mycket enklare. Typiska avdunstning och sputtring bearbetar är inte kompetent av nedfallet av en a-Si: H filmar. PECVD krävs vanligtvis. Under PECVD-processen fastnar vissa väteatomer från SiH4 -och H2 -gaser bland kiselatomerna, vilket resulterar i en a-Si: H-film. Det finns två sätt att definiera a-Si: H-mönster. En är nedfallet av a-Si: H på en mönstrad photoresist, följt av Lift-off-processen, och den andra är genom att definiera en etsning mask på a-Si: H film, följt av etsning processen. Den förstnämnda är väl lämpad för avdunstning processer, men det är inte lätt att sätta in a-Si: H film med avdunstning. Därför är det senare det optimala sättet att göra a-Si: H mönster. CR används som etsning mask material på grund av dess höga etsning selektivitet med kisel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. tillverkning av den dielektriska metasurface
- Preclutande av ett smält kvarts substrat
- Förbered en dubbel-sida polerad, smält kiseldioxid substrat (längd: 2 cm; Bredd: 2 cm; tjocklek: 500 μm).
- Sänk smält kvarts substrat i 50 mL aceton och genomföra ultraljudsbehandling processen för 5 min vid 40 kHz.
- Sänk ned substratet i 50 mL 2-propanol (IPA) och utför ultraljudsbehandling processen för 5 min vid 40 kHz.
- Skölj substratet med IPA och blås kväve (N2) gas för att torka substratet före avdunstning av IPA.
- Deposition av a-Si: H av PECVD
- Lokalisera de preparerade substrat på en ZIG inne i Last låset kammaren i PECVD systemet.
- På PECVD programvara, Ställ in kammartemperaturen till 300 ° c och Ställ in radiofrekvens strömmen till 800 W.
- Ställ in SiH4 -gasflödet till 10 SCCM och H2 -gasflödet till 75 SCCM.
- Ställ in process trycket på 25 mTorr. Klicka på Start -knappen för att starta deposition processen, som tar ~ 300 s.
- Bildandet av CR etsning mask
- Fyll på provet som erhållits från steg 1.2.4 på provhållaren på Spin coater. Släpp poly (metylmetakrylat) (PMMA) a2 på provet med en filtermonterad 5 mL spruta och starta beläggningsprocessen med en rotationshastighet på 2 000 rpm i 1 min.
Anmärkning: frisläppt PMMA bör täcka hela substratet; annars kommer den spin-belagda filmen inte vara enhetlig. - Överför provet från provhållaren till en värmeplatta och grädda provet med en värmeplatta vid 180 ° c i 5 minuter. Sedan, kyla provet vid rumstemperatur i 1 min.
- Fyll på provet på provhållaren på Spin coater. Frigör E-spacer på provet med hjälp av en 1 mL pipett och starta beläggningsprocessen med en rotationshastighet på 2 000 rpm i 1 min.
Obs: utsläppt E-spacer bör täcka hela underlaget; annars kommer den spin-belagda filmen inte vara enhetlig. - Ladda och fixera provet på Zig för EBL. Sätt Zig i EBL kammaren och sedan ladda in den i huvudkammaren.
- På EBL-konsolen trycker du på isolerings knappen och sedan på FC -knappen. Ställ in förstoringen på det maximala värdet med förstorings ratten.
- Aktivera nollkontroll -knappen. Vrid beam ström ratten för att ställa in strålen aktuella värdet till 50 pa. Stäng av nollkontroll -knappen.
- Tryck på referens knappen för att flytta scenen till referenspositionen. Stäng av den tomma knappen.
- Ställ in förstorings värdet på 100 000 med förstorings ratten. Justera fokus och stigmatism rattar för att få den tydligaste bilden i EBL displayen. Slå på den tomma knappen.
- Kör Linux-terminalen på datorn som är ansluten till EBL-konsolen. Flytta den aktuella platsen till mappen med. GDS-filen med hjälp av kommandot CD .
- Ange gds2cel för att konvertera. GDS-filen till en. Cel-fil och vänta tills den är klar. Ange jobb för att köra huvudprogramvaran.
- Klicka på menyn för ändring av spånstorlek . Välj 600 μm x 600 μm och 240 000 prickar. Klicka på Spara och sedan Avsluta.
- Klicka på menyn skapa mönsterdata . Ange PS i kommandofönstret för att läsa in filen Pattern. Cel som genererats från steg 1.3.10. Ange i i kommandofönstret och klicka på mönstret för att förstora mönsterbilden.
- Ange SD i kommandofönstret och 3 för att ställa in dos tiden till 3 μs. Ange SP i kommandofönstret och 1, 1 för att ställa in exponerar tonhöjd till ett normalt tillstånd. Skriv in PC i kommandofönstret och ett filnamn för att skapa en. CCC-fil. Klicka på mitten av mönstret.
- Ange CP i kommandofönstret och klicka på mönstret för att tillämpa exponera villkor från steg 1.3.13. Ange sv i kommandofönstret och ett filnamn för att skapa en. con-fil. Ange q i kommandofönstret för att avsluta menyn för skapande av mönsterdata .
- Klicka på menyn exponering . Ange i och. con filnamn från steg 1.3.14. Ange e och klicka på knappen exponering för att starta exponeringsprocessen.
Obs: den utsätta tiden beror på mönstret område och densitet. Allmänna metasurface mönster av en 300 μm x 300 μm område ta ~ 3 h. - När exponeringsprocessen är klar stänger du av isolerings knappen. Tryck på knappen ex för att flytta scenen.
- Lossa provet från kammaren efter avslutad exponering. Sänk ned provet i 50 mL avjoniserat (DI) vatten i 1 min för att ta bort E-distansen.
- Bered 10 mL metylisobutylketon (MIBK): IPA = 1:3 lösning i en bägare omgiven av is. Sänk ned provet i MIBK: IPA = 1:3 lösning i 12 minuter. Skölj sedan provet med IPA och blås N2 gas för att torka provet.
- Fyll på och fixera provet på innehavaren av elektronstråle förångaren. Montera hållaren inuti kammaren av förångaren.
- Lägg i en grafit-smältdegel som innehåller stycke typ CR inuti avdunstnings kammaren.
- På programvaran för elektronstråle förångare, klicka på kammar pumpnings knappen för att skapa ett vakuum på insidan av kammaren, och sänka trycket till 3 x 10-6 mtorr.
- Välj Chromium i material sektionen och klicka på material knappen för att tillämpa den. Klicka på E-beam Shutter- knappen för att öppna källarslutaren. Klicka på knappen hög spänning och källa i den ordningen.
- Klicka på uppåtpilen för att öka elektronstrålen långsamt, och upprepa detta tills nedfallet uppgår till 0,15 Nm/s.
Obs: ett klick per 5 s är tillräckligt långsamt. - Klicka på nollknappen för att nollställa tjock Leks mätaren. Klicka på huvudslutarknappen för att öppna huvud slutaren. När tjock Leks mätaren når 30 Nm, klicka på huvud avtryckaren för att stänga huvud slutaren.
Obs: Nedfalls tiden kan enkelt beräknas utifrån deponerings graden. En 30 Nm-tjock deposition tar ~ 200 s, i det tillstånd som används här. - Klicka på E-beam Shutter- knappen för att stänga käll slutaren. Klicka på nedåtpilen för att minska elektronstrålen långsamt, och upprepa detta tills strömmen når 0.
Obs: ett klick per 5 s är tillräckligt långsamt. - Klicka på källan och sedan på högspännings knappen. Vänta 15 min för att kyla kammaren. Klicka på Vent -knappen för att ventilera kammaren och lossa provet från hållaren.
- Sänk ned provet i 50 mL aceton i 3 min. utför ultraljudsbehandling processen för 1 min vid 40 kHz. Skölj provet med IPA och blås N2 gas för att torka provet.
- Fyll på provet som erhållits från steg 1.2.4 på provhållaren på Spin coater. Släpp poly (metylmetakrylat) (PMMA) a2 på provet med en filtermonterad 5 mL spruta och starta beläggningsprocessen med en rotationshastighet på 2 000 rpm i 1 min.
- Etsning process av a-Si: H
- Fördela termiskt lim på bak bilden av provet. Fäst provet på Zig och ladda Zig på etsning systemet.
- På programvaran, Ställ in klor (cl2) gasflödet till 80 SCCM och Vätebromid (HBR) gasflödet till 120 SCCM. Ställ in källans effekt till 500 W och bias till 100 V. Klicka på Start -knappen för att starta etsnings processen för 100 s.
- Lossa provet och ta bort det termiska limmet med en dammtät torkar.
- Sänk ned provet i 20 mL CR-etsmedel i 2 min och i 50 mL DI-vatten i 1 min. Skölj provet med DI-vatten och blås N2 -gas för att torka provet.
- Erhålla Scanningelektronmikroskop bilden av den fabricerade metasurface
- Fyll på provet på provhållaren på Spin coater, lossa E-distansen på provet med en 1 mL pipett och starta beläggningsprocessen med en rotationshastighet på 2 000 rpm i 1 min.
- Fäst provet på provhållaren för Scanningelektronmikroskop (SEM) med hjälp av koltejp. Sätt hållaren i Last låset kammaren av SEM och skapa ett vakuum i Last låset kammaren.
- Överför hållaren från Last låskammaren till huvudkammaren. Vrid elektronstrålen på med en 15 kV accelerations spänning.
- Flytta scenen till en 1 cm arbetsavstånd. Hitta metasurface genom att flytta scenen horisontellt. Justera stigmatismen och brännvidden tills bilden blir klar.
- Fånga bilderna.
- Stäng av elektronstrålen. Flytta scenen till extraktionspositionen. Överför hållaren från huvudkammaren till last låskammaren.
- Ventilera Last låskammaren och lossa provet.
- Sänk ned provet i 50 mL DI-vatten i 1 min för att ta bort E-distansen. Blås N2 gas för att torka provet.
2. optisk karakterisering av den dielektriska metasurface
Anmärkning: direkt strålning av en laser kan skada ögonen. Undvik direkt ögon exponering och Använd lämpliga laser skyddsglasögon.
- Montera en 635 nm-våglängd laser på den optiska tabellen (figur 1a). Vrid på lasern och vänta i 10 min för att stabilisera strål effekten.
- Justera den horisontella och vertikala anpassningen av lasern med hjälp av en justerings skärm både nära och långt från lasern.
- Placera ett neutralt täthetsfilter framför lasern. Montera den första konvexa linsen bakom det neutrala Täthets filtret. Placera en Iris på det bakre fokalplanet av den konvexa linsen för att ta bort brus.
- Montera den andra konvexa linsen med dubbelt så lång brännvidd som den första konvexa linsen. Placera en linjär polarisator bakom den andra konvexa linsen. Placera en högerhänt cirkulär polarisator bakom den linjära polarisatorn.
- Montera den tredje konvexa linsen bakom den cirkulära polarisatorn. Montera den fabricerade metasurface på hållaren. Lokalisera metasurface på baksidan fokalplanet av den konvexa linsen.
Obs: laserstrålen ska vara incident från underlaget till det mönstrade området. - Placera en tjock vitpapper skärm, som har en 1 cm-diameter hål i mitten, bakom metasurface. Montera en gradskiva på den optiska tabellen justera ursprunget med metasurface.
- Mät kraften i de tre mängder balkar, som är tre ljusa fläckar på skärmen, med hjälp av en kraftmätare.
Om laserstrålen inte bibehålls vid en konstant, beräknar du den genomsnittliga ljusstyrkan över en viss tidsperiod. - Ersätt högerhänta cirkulär polarisator med en vänsterhänt cirkulär polarisator. Mät de tre mängder balk krafterna med hjälp av kraftmätaren.
- Ta bort den vänsterhänt cirkulära polarisatorn. Mät tre mängder balk krafter, med hjälp av kraftmätaren.
- Minska laserstrålen makt, med hjälp av neutral density filter för att möjliggöra en CCD-mätning. Placera högerhänta cirkulär polarisator. Fånga de tre mängder balk profilerna med hjälp av CCD.
Obs: svagare laserstråle effekt är att föredra, för att förhindra CCD-skador. En balk effekt på 300 μW har använts i detta arbete. - Ersätt högerhänta cirkulär polarisator med vänsterhänt cirkulär polarisator. Fånga de tre mängder balk profilerna, med hjälp av CCD.
- Ta bort den vänsterhänt cirkulära polarisatorn. Fånga de tre mängder balk profilerna, med hjälp av CCD.
- Byt ut 635 nm-våglängd laser med en 532 nm-våglängd laser.
- Upprepa steg 2,2 till 2,12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Mätresultaten visar den polariserings oberoende funktionen hos den apparat som presenteras här (figur 1). Uppmätta strål krafter för diffraktions order på m = ± 1 är lika oavsett incidentens polariserings tillstånd (dvs. RCP, LCP och linjär polarisering). Eftersom alla godtyckliga polariserings tillstånd kan sönderdelas av den linjära kombinationen av RCP och LCP, kan enhetens funktionalitet upprätthållas, oavsett polariserings tillstånd. Diffraktions vinklar är 24 ° och 28,5 ° för våglängder på 532 nm respektive 635 nm, och vinklarna kan styras genom att ändra det kodade hologrammet.
Diffraktions effektivitet definieras av förhållandet mellan de diffragerade strål krafterna (m = ± 1) till infallande strålens effekt. Den anordning som presenteras här består av samma storlek nanorör med olika riktlinjer som bygger på geometrisk-fas-resulterande bredbands drift (figur 2). Teoretiskt bör verkningsgraden vara högre än 20% för båda våglängderna. De uppmätta diffraktions effektivitetsvinsterna är dock 18,3% vid λ = 532 nm och 9,1% vid λ = 635 nm. Avvikelsen kommer främst från balken storlek är större än metasurface själv. De uppmätta profilerna på Zeroth-orderbalken visar tydligt att den infallande strål storleken är större än metasurface (dvs. den överskjutande delen av incident strålen direkt går till kraftmätaren utan att interagera med metasurface, vilket minskar diffraktionen verkningsgrad) (figur 3).
Bild 1: Diffracted mätning av strål effekt. (a) den optiska inställningen för laser belysningen. De två följande panelerna visar den uppmätta diffragerade beam-effekten (b) vid λ = 532 nm och (c) vid 635 nm. Eftersom laserstrålen inte var konsekvent, beräknas den uppmätta ljusstyrkan med hjälp av tidsmedelvärdena. Felstaplarna i figuren representerar de högsta och lägsta värdena under inspelningstiden. Denna siffra har modifierats från Yoon et al.10. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: SEM-bilder av den fabricerade metasurface. (a) överbild av metasurface. infälld Geometri för enhets cellen: längd (L) = 150 Nm, bredd (W) = 80 Nm, höjd (H) = 300 nm, och tonhöjd (P) = 240 Nm. bperspektivvy över metasurface. Denna siffra har modifierats från Yoon et al.10. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: tagna balk profiler med CCD tagna 14 cm bakom metasurface. Bomdiametern kan uppskattas till ca 3 mm vid λ = 532 nm och ~ 5 mm vid λ = 635 nm. Motsvarande balk skiljande vinklar är cirka 2,5 ° och 4,1 °, respektive. De fångade balk profilerna har laser fläckar, men de kan avlägsnas med diffusorer1 eller Dammann galler3,15. Denna siffra har modifierats från Yoon et al.10. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vissa tillverkningssteg bör utföras noggrant, för att generera en metasurface som är densamma som den ursprungliga designen. I motstå utvecklingsprocessen, en låg temperatur lösning är oftast att föredra. Standardvillkoret är rumstemperatur, men reaktionshastigheten kan bromsas ned genom att lösnings temperaturen sänks till 0 ° c. Även om motsvarande reaktionstid blir längre, kan ett finare mönster erhållas än med standardförhållanden. Reaktionstiden kontroll är också lätt på grund av den låga reaktionshastigheten. Ett annat kritiskt steg för ett fint mönster är torkning IPA efter motstå utveckling. N2 -gasen rör sig och avdunstar resten av IPA på provet. Vissa belopp av IPA inte flytta, skapa slumpmässigt distribuerade öar. Om IPA-öarna bildas och sedan avdunsta, kommer provet att skadas. Därför, för att minimera IPA ö formation, stark blåser är bättre än svag blåser, om inte underlaget bryts av den starka luftflödet. En lämplig effekt av ultraljudsbehandling är till hjälp för att tydligt skala bort den tunna filmen. Efter Lift-off-steget är det möjligt att kontrollera om den tunna filmen tydligt skalar av eller inte genom att använda ett konventionellt optiskt mikroskop. Lyckligtvis, om någon CR tunn film kvar på det mönstrade området, är det möjligt att ta bort återstoden av en extra ultraljudsbehandling process. Detta är en avsevärd fördel av CR-masken, eftersom masker gjorda av andra material, såsom guld, är extremt svåra att ta bort när återstoden torkar.
EBL är en effektiv metod för att tillverka nanoskala strukturer, men denna metod lider av en låg genomströmning, inkräkta storskalig tillverkning. Ett sätt att förbättra produktiviteten är genom att göra Master formar, med hjälp av EBL, och skriva ut mönstret med hjälp av befälhavaren mögel. Denna metod kallas Nanoimprint litografi. Även om tillverkningen av mögel med EBL tar lång tid, resultatet är att mönster kan överföras på kort tid, med hjälp av mögel som kan användas upprepade gånger. Dessutom är det också möjligt att överföra mönstret till ett flexibelt substrat genom att modifiera utskrifts processerna.
I detta arbete presenterar vi en detaljerad process för tillverkning av dielektriska metasurfaces. Metoden är inte begränsad till tillämpningen av balk splittrar. andra metasurface applikationer, såsom linser, hologram, och optiska cloaks, kan realiseras via denna metod. Jämfört med plasmoniska metasurfaces, dielektriska metasurfaces ger en mycket högre verkningsgrad vid synliga våglängder på grund av låga optiska förluster av dielectrics. Därför kan detta protokoll bana väg för att studera och utveckla praktiska metasurfaces.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöds ekonomiskt av National Research Foundation Grants (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) finansierad av ministeriet för vetenskap och IKT (MSIT), Sydkorea.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Plasma enhanced chemical vapor deposition | BMR Technology | HiDep-SC | |
| Electron beam lithography | Elionix | ELS-7800 | |
| E-beam evaporation system | Korea Vacuum Tech | KVE-E4000 | |
| Inductively-coupled plasma reactive ion etching | DMS | - | |
| Ultrasonic cleaner | Honda | W-113 | |
| E-beam resist | MICROCHEM | 495 PMMA A2 | |
| Resist developer | MICROCHEM | MIBK:IPA=1:3 | |
| Conducting polymer | Showa denko | E-spacer | |
| Chromium etchant | KMG | CR-7 | |
| Acetone | J.T. Baker | 925402 | |
| 2-propanol | J.T. Baker | 909502 | |
| Chromium evaporation source | Kurt J. Lesker | EVMCR35D | |
| Collimated laser diode module | Thorlabs | CPS-635 | wavelength: 635 nm |
| ND:YAG laser | GAM laser | GAM-2000 | wavelength: 532 nm |
| power meter | Thorlabs | S120VC | |
| CCD Camera | INFINITY | infinity2-2M | |
| ND filter | Thorlabs | NCD-50C-4-A | |
| Linear polarizer | Thorlabs | LPVISA100-MP2 | |
| Lens | Thorlabs | LB1676 | |
| Iris | Thorlabs | ID25 | |
| Circular polarizer | Edmund optics | 88-096 | |
| sample holder | Thorlabs | XYFM1 | |
| PECVD software | BMR Technology | HIDEP |
References
- Khorasaninejad, M., et al. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging. Science. 352 (6290), 1190-1194 (2016).
- Chen, W. T., et al. A broadband achromatic metalens for focusing and imaging in the visible. Nature Nanotechnology. 13 (3), 220-226 (2018).
- Zheng, G., et al. Metasurface holograms reaching 80% efficiency. Nature Nanotechnology. 10 (4), 308-312 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Khorasaninejad, M., Crozier, K. B. Silicon nanofin grating as a miniature chirality-distinguishing beam-splitter. Nature Communications. 5, 5386 (2014).
- Zhang, D., et al. Nanoscale beam splitters based on gradient metasurfaces. Optics Letters. 43 (2), 267 (2018).
- Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. Geometric metasurface enabling polarization independent beam splitting. Scientific Reports. 8 (1), 9468 (2018).
- Goodman, J. W. Introduction to Fourier Optics. , Roberts and Company Publishers. Englewood, CO. (2005).
- 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).
- Yoon, G., Kim, I., Rho, J. Challenges in fabrication towards realization of practical metamaterials. Microelectronic Engineering. 163, 7-20 (2016).
- Zhou, Z., et al. Efficient Silicon Metasurfaces for Visible Light. ACS Photonics. 4 (3), 544-551 (2017).
- Dammann, H., Görtler, K. High-efficiency in-line multiple imaging by means of multiple phase holograms. Optics Communications. 3 (5), 312-315 (1971).
