Fabrikation af ultra-tynde farve film med meget absorberende medier bruger skråt Deposition

Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Vi præsenterer en detaljeret metode for at fabrikere ultra-tynde farve film med forbedrede egenskaber til optiske coatings. Skråt deposition teknik ved hjælp af en elektron beam fordamper giver forbedret kolorere tunability og renhed. Opdigtet film af Ge og Au på Si substrater blev analyseret af Reflektionsgraden målinger og oplysninger farvekonvertering.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Yoo, Y. J., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. M. Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition. J. Vis. Exp. (126), e56383, doi:10.3791/56383 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Ultra-tynde film strukturer er blevet undersøgt udførligt til brug som optiske coatings, men stadig ydeevne og fabrikation udfordringer.  Vi præsenterer en avanceret metode for at fabrikere ultra-tynde farve film med forbedrede egenskaber. Den foreslåede proces løser flere fabrikation problemer, herunder stort område forarbejdning. Specifikt, beskriver protokollen en proces for at fabrikere ultra-tynde farve film ved hjælp af en elektron beam fordamper for skråt aflejring af germanium (Ge) og guld (Au) på silicium (Si) substrater.  Film porøsitet produceret af skråt deposition inducerer farveændringer i den ultra-tynde film. Graden af farveskift afhænger af faktorer som deposition vinkel og film tykkelse. Fabrikeret prøver af de ultra-tynde farve film viste forbedret kolorere tunability og farve renhed. Desuden blev målte reflektionsgrad af opdigtede prøverne omdannet til kromatisk værdier og analyseret med hensyn til farve. Vores ultra-tynde film opdigte metode forventes at blive brugt til forskellige ultra-tynde film applikationer såsom fleksibel kolorere elektroder, tynde film solceller og optiske filtre. Også, den proces udviklet her til at analysere farven af de fabrikerede prøver er generelt nyttigt for at studere forskellige farve strukturer.

Introduction

I almindelighed, er udførelsen af tynd-film optiske coatings baseret på typen af optisk interferens de producerer, såsom høj refleksion eller transmission. I dielektrisk tynd-film, kan optisk interferens opnås blot ved at opfylde betingelser såsom kvart bølge tykkelse (λ/4n). Interferens principper har længe været anvendt i forskellige optiske applikationer såsom Fabry-Perot interferometre og distribuerede Bragg refleksanordninger1,2. I de seneste år studerede tynd film strukturer ved hjælp af stærkt sugende materialer, såsom metaller og halvledere har været bredt3,4,5,6. Stærk optisk interferens kan fås af tynd-film belægning en absorberende halvledermateriale på en metalfilm, som producerer ikke-trivielle fase ændringer i de reflekterede bølger. Denne type af struktur giver mulighed for ultra-tynde belægninger, som er væsentligt tyndere end dielektrisk tynd-hinde belægninger.

For nylig har vi undersøgt mulighederne for at forbedre farven tunability og farve renhed af stærkt absorberende tynd-film ved hjælp af porøsitet7. Ved at kontrollere porøsiteten af den deponerede film, kan effektiv brydningsindekset af de tynde filmmediet være ændret8. Denne ændring i den effektive brydningsindeks giver de optiske egenskaber forbedres. Baseret på denne effekt, designet vi ultra-tynde farve film med forskellige tykkelser og glasårer af beregninger ved hjælp af strenge koblede bølge analyse (RCWA)9. Vores design præsenterer farver med forskellige film tykkelser på hver porøsitet7.

Vi ansat en simpel metode, skråt deposition, til at styre porøsitet af stærkt absorberende tynd-hinde belægninger. Skrå vinkel deposition teknikken kombinerer dybest set en typisk deposition system, såsom en elektron beam fordamper eller termisk fordamper, med en skrå substrat10. Skrå vinklen af hændelse flux skaber atomic afskygning, som producerer områder at dampe flux ikke kan nå direkte11. Skrå vinkel deposition teknikken har været meget anvendt i forskellige tynd hinde lag ansøgninger12,13,14.

I dette arbejde detalje vi processer for at fabrikere ultra-tynde farve film af skrå deposition ved hjælp af en elektron beam fordamper. Også præsenteres yderligere metoder til behandling af store flader separat. Ud over procestrin er nogle noter, der skal tages i betragtning under fabrikationsproces forklaret i detaljer.

Vi gennemgår også processer til måling af de fabrikerede prøver reflektionsgrad og konvertere dem til farveinformation til analyse, således at de kan udtrykkes i CIE farve koordinater og RGB værdier15. Desuden drøftes nogle spørgsmål at overveje i fabrikationsproces af ultra-tynde farve film.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Advarsel: nogle kemikalier (dvs., buffered oxid TIPkan, isopropylalkohol, etc.), der anvendes i denne protokol kan være sundhedsfarlige. Kontakt venligst alle relevante leverandørbrugsanvisninger, før nogen prøveforberedelse finder sted. Bruge relevante personlige værnemidler (f.eks., lab frakker, sikkerhedsbriller, handsker, osv.) og teknisk kontrol (f.eks. vådt station, fume hood, osv.) ved håndtering af produktet og opløsningsmidler.

1. forberedelse af Si substrat

  1. ved hjælp af en diamant cutter, skære en 4 tommer silicium (Si) wafer i 2 cm x 2 cm størrelse firkanter. For at gøre farvede prøver, underlaget er typisk skære 2 cm x 2 cm, men kan være større, afhængigt af størrelsen af prøveholderen anvendes til skråt deposition.
  2. For at fjerne indfødte oxid ved hjælp af polytetrafluorethylen (PTFE) dipper, dyppe de kløvet Si substrater i bufferet oxid TIPkan (BOE) for 3 s. forsigtighed: Venligst bære passende beskyttelse af sikkerheden.
  3. Rene kløvet Si substraterne sekventielt i acetone, isopropylalkohol (IPA) og deioniseret vand (DI) vand til 3 s hver.
    1. Ved hjælp af PTFE rengøring jig, Læg instrumenterne i ultralydsbad i kløvet Si substrater med acetone i et ultralydsbad i 3 min. med en hyppighed på 35 kHz.
    2. For at fjerne acetone, skyl de kløvet Si substrater med IPA.
    3. Som det sidste trin i rensning, skyl de kløvet Si substrater med osmosevand.
  4. For at fjerne fugt, tørre rene bærematerialet med en nitrogen slag pistol mens du holder det med pincet.

2. Deposition af Au reflektor

  1. med pincet og carbon bånd, ordne de rensede Si substrater på en flad prøveholderen og Sæt holderen ind i kammeret af elektron beam fordamper med Ti og Au kilder.
  2. At evakuere kammer for 1 time at nå højt vakuum. Base trykket af den vakuumkammer bør være 4 x 10 -6 Torr.
  3. Depositum Ti lag som en vedhæftning lag til en tykkelse på 10 nm med 5-7% af elektron stråle magt kontrollerede i manuel mode med en DC spænding på 7,5 kV, som giver en aflejring af 1 Å / sec.
    Bemærk: En Cr lag af samme tykkelse, i stedet for en Ti lag, kan deponeres som laget vedhæftning.
  4. Depositum Au lag som en refleksion lag til en tykkelse på 100 nm med 13-15% af elektron stråle magt kontrollerede i manuel mode med en DC spænding på 7,5 kV, som giver en aflejring af 2 Å / sec.
    Bemærk: Tykkelsen af laget Au refleksion kan være større end 100 nm. En tykkelse på 100 nm er deponeret her for at gøre refleksion lag så tynde som muligt under opretholdelse af de optiske egenskaber af Au.
  5. Efter Au lag deposition, lufte kammeret og tage ud af prøverne. De skal genindlæses med skrå prøveholderen til skråt deposition.

3. Forberedelse af prøveholderen tilbøjelig til skråt Deposition

Note: der er flere metoder, der kan bruges til skrå deposition, som z-aksen roterende chuck 16, men det kræver udstyr ændring og film kan kun blive deponeret i en vinkel på et tidspunkt. Effektivt observere ændringer i farve produceret af forskellige deposition vinkler, brugte vi prøve indehavere, der hælder prøverne på forskellige vinkler. For præcision, kan skrå prøveholderen gøres ved hjælp af metal forarbejdning udstyr. Dog i dette papir, vi præsentere en simpel metode, som nemt kan følges.

  1. Forberede en metalplade lavet af en let bøjeligt metal såsom aluminium.
  2. Skæres metalpladen i tre 2 cm x 5 cm stykker.
  3. Fix metal stykke på gulvet sammen med en vinkelmåler, holde den korte side og bøje metal til den ønskede deposition vinkel (dvs., 30 °, 45 ° og 70 °).
  4. Tillægger 4 tommer prøveholderen ved hjælp af kulstof tape bøjet metalstykker.

4. Skråt Deposition af Ge lag

Note: I dette afsnit, henvise til de skematiske diagrammer i figur 1 i prøverne deponeret på skrå prøve indehavere og porøse Ge film, efter skråt vinkel deposition.

  1. Lave fire Au deponeret prøverne med carbon tape til en skrå prøveholderen ved 0°, 30°, 45° og 70°, hhv.
  2. Indlæse de Au-deponeret prøver på skrå prøveholderen i elektron beam fordamper med en Ge kilden til skråt deposition.
  3. At evakuere kammer for 1 time at nå højt vakuum. Base trykket af den vakuumkammer bør være 4 x 10 -6 Torr.
  4. Deponere Ge lag farve lag med 6-8% af elektron stråle magt kontrollerede i manuel mode med en DC spænding på 7,5 kV, som giver en aflejring af 1 Å/sek. Deposition tykkelser af Ge lag på de fire prøveemner er 10 nm, 15 nm, 20 nm, og 25 nm, hhv.
    Bemærk: Deposition tykkelser af 10 nm, 15 nm, 20 nm, og 25 nm blev udvalgt til at lette sammenligning af farveændringer for hver deposition vinkel. En anden vinkel og tykkelse (5-60 nm) kan vælges til at opnå en bestemt farve.
  5. Efter Ge lag deposition, lufte kammeret og tegne prøverne.

5. Skråt Deposition proces for store områder

Note: Hvis størrelsen af prøven anvendes til skråt deposition er lille, det kan være fremstillet af den proces, der er beskrevet i trin 4. Men hvis den prøve at være fabrikeret er stor, bliver det vanskeligt at opretholde film ensartethed på grund af variation i fordampning flux langs z-aksen 16. Derfor, en separat yderligere proces, trin 5, er forpligtet til at fremstille større prøver og opnå en ensartet farve.

  1. For et 2 tommer wafer, efter deponeringen Au lag på den store prøve i trin 2, fastsætte den Au-deponeret stor stikprøve til 45° tilbøjelig prøveholderen.
    Bemærk: Da vores tilbøjelig prøveholderen er designet til at passe små prøver, lastning store prøver på alle vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °) vil skabe interferens mellem prøver. Derfor, at skråt deponere store prøver på forskellige vinkler i én proces, det er nødvendigt at have en skrå prøveholderen velegnet til store prøver.
  2. Indlæse den Au-deponeret stor stikprøve på skrå prøveholderen i elektron beam fordamper med en Ge kilden til skråt deposition.
    Bemærk: Når lastning prøven, det andet deposition lag skal deponeres i samme retning som den første deposition, så Bemærk retning i eksemplet indlæses. For nemheds skyld anbefales det, at prøveholderen er indlæst, vender mod forsiden af kammeret.
  3. Evakuere kammer for 1 h til nå højt vakuum. Base trykket af den vakuumkammer bør være 4 x 10 -6 Torr.
  4. Deponere Ge lag farve lag deposition tykkelse af 10 nm, som er halvdelen af target tykkelsen af 20 nm, med 6-8% af elektron stråle magt kontrollerede i manuel mode med en DC spænding på 7,5 kV, som giver en aflejring af 1 Å / sec.
  5. Efter aflejring af det første Ge lag er færdig, lufte kammeret og tage prøven, fordi prøven skal flyttes og genindlæses.
  6. Fix tilbøjelig prøveholderen prøven i en position, der er op og ned med hensyn til placeringen af den første deposition.
  7. Belastning prøve på skrå prøveholderen med Ge kilden, så indehaveren vender i samme retning som den første deposition.
  8. At evakuere kammer for 1 time at nå højt vakuum. Base trykket af den vakuumkammer bør være 4 x 10 -6 Torr.
  9. Deponere Ge lag farve lag deposition tykkelse af 10 nm, som er halvdelen af target tykkelsen af 20 nm, med 6-8% af elektron stråle magt kontrollerede i manuel mode med en DC spænding på 7,5 kV, som giver en aflejring af 1 Å / sec.
  10. Efter Ge lag deposition, lufte kammeret og tage prøven.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 2a viser billeder af 2 cm x 2 cm fabrikeret prøverne. Prøverne blev fremstillet så at filmene havde forskellige tykkelser (dvs.10 nm, 15 nm, 20 nm, og 25 nm) og blev deponeret i forskellige vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °). Farven af de deponerede film ændringer alt efter kombinationen af prøverne og deposition vinkel tykkelse. Ændringer i farve skyldes ændringer i porøsiteten af filmen. Afhængig af vinklen deposition er tilbøjelig arrays af individuelle nano-kolonner lavet på bærematerialet, som vist i de venstre SEM billeder af figur 2. Fra de eksperimentelle resultater, kan det ses, at ved højere deposition vinkler, farveændring for hver deposition vinkel er mindre udtalt.

Figur 2b viser resultaterne af Reflektionsgraden målinger af de fabrikerede prøver. Farven er ændret ved et skift i den mindste dip af reflektans. Som det fremgår af farveændring i figur 2a, har refleksion dip flyttet langsomt på højere deposition vinkler. Med hver Ge lagtykkelse ændrer refleksion dukkert med vinklen, deposition. Farven er ændret ved disse forskydninger i refleksion dukkert.

For at analysere de opdigtede prøver fra en farve perspektiv, skal de målte reflectances konverteres til kromatisk værdier. For konvertering til kromatisk værdier i vores beregninger, CIE 1931 standard observatør funktion, mest almindeligt brugte farve-matching funktion, var ansat13. I beregningen multipliceres målte reflektionsgrad med den farve-matching funktion som en spektral power distribution. Figur 3a viser den spektrale reaktion med den farve-matching funktion af prøver med forskellige deposition vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °) målte reflektionsgrad og Ge lagtykkelse 15 nm. Ved at integrere disse spektrale svar, tristimulus værdierne af X, Y og Z, som er de grundlæggende parametre for at udtrykke farveoplysninger, kan opnås. Kromacitet af en farve der er angivet af de to afledte parametre i CIE farve koordinater, x og y, og de normaliserede værdier af alle tre tristimulus værdier ved hjælp af følgende ligninger:

Equation 1

Equation 2
Baseret på disse ligninger, viser figur 3b Kromacitet af prøver med forskellige deposition vinkler i CIE koordinatsystem.

Figur 4a viser de kromatiske værdier, når de er blevet konverteret fra den målte Reflektionsgraden i figur 3a i CIE-farvesystemet koordinat. Til sammenligning var de beregnede resultater også afbildet, som det fremgår af de stiplede linjer. I beregningen, var de effektive indeks af Ge beregnes baseret på glasårer forventes for hver deposition vinkel7. Derefter, ved hjælp af disse effektive indeks, Reflektionsgraden værdier blev beregnet ved streng koblede bølge analyse (RCWA)9. Sammenlignet ved hjælp af CIE koordinatsystem, var de eksperimentelle resultater godt matchede til de beregnede resultater.

Sammenligne værdiskalaer for kromatisk værdierne af prøverne, udstillet prøverne med høj deposition vinkler en bredere kromatisk vifte. Det betyder, at rækken af farve udtryk var bredt, med højere farve renhed. Den højere farve renhed på højere deposition vinkler tilskrives reduktion i overfladereflektioner som følge af den højere porøsitet på grund af aflejring på højere vinkler.

Farveoplysningerne konverteret fra reflektionsgrad kan konverteres til RGB-værdier til at repræsentere farver15. Figur 4b viser farvegengivelse efter konvertering farveoplysningerne fra den målte reflektans af prøverne til RGB-værdier. Fotografier kan ikke præcist repræsenterer de sande prøve farver, på grund af forskelle i belysning eller andre betingelser, men den generelle tendens i farveskift fra prøve til prøve kan ses.

Figur 5 viser billeder af prøver fremstillet på en 2 tommer wafer, ved hjælp af stort område proces. Når opdigte en stor stikprøve, varierer de deponerede tykkelse afhængigt af placeringen af overfladen. En løsning på dette problem er at udføre deposition i to trin, som beskrevet i trin 5 i protokollen. Det første lag, med halvdelen af den ønskede tykkelse, er deponeret på en positiv deposition vinkel, og den anden halvdel er deponeret på en negativ deposition vinkel.  På denne måde, ved at indbetale på positive og negative vinkler, forskelle i tykkelse vil opveje hinanden, og en ensartet tykkelse kan opnås.

Vores mål var 20 nm og 40 nm tykkelse i en aflejring vinkel på 45°, men resultaterne viste tykkere indskud. Dette er fordi det kompenserede gennemsnitlige tykkelse blev dannet i den lodrette retning på en placering tættere på kilden end prøve indehaveren16. Således, når opdigte i stor skala ved hjælp af denne metode, det forventes at den deponerede filmen vil være tykkere end målet tykkelse.

Figur 6 viser billeder af de fabrikerede prøver på forskellige vinkler og målte Reflektionsgraden på forskellige hændelse vinkler. Som vist i billeder, er der lille ændring i farve baseret på gennemsyn hjørner. De mindste dips målte Reflektionsgraden værdier i forskellige vinkler blev også næppe flyttet af de hændelse vinkler. Dybest set, som disse belægninger er meget tyndere end bølgelængder af det indfaldende lys, der er lidt fase forskel som følge af den øgede indfaldsvinkel i forhold til sagen om normale forekomsten.

Figure 1
Figur 1 : Skematiske diagrammer af (en) de prøver, der er deponeret på skrå prøve indehavere, og (b) porøse Ge film lavet af skråt deposition. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Class = "xfig" > figur 2: (en) billeder af prøver fremstillet på forskellige deposition vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °) med forskellige Ge tykkelse (dvs.10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm, og 100 nm). Venstre, grå-skala tal Vis scanning mikroskopi billeder svarende til prøverne med Ge tykkelse 200 nm for bedre viser morfologi. Skalalinjen = 100 nm. (b) målt Reflektionsgraden spektre for hver Ge tykkelse (dvs.10 nm, 15 nm, 20 nm, og 25 nm) med forskellige deposition vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : (en) kromatisk svar af tristimulus værdier og (b) CIE plot med forskellige deposition vinkler (dvs., 0 °, 30 °, 45 ° og 70 °) på en Ge tykkelse 20 nm. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4 : (en) kromatisk værdier i CIE koordinater fra målte Reflektionsgraden værdierne af de fabrikerede prøver, viser de beregnede resultater.  (b) farvegengivelse baseret på de målte reflectances af de fabrikerede prøver. Venstre, grå-skala tal Vis scanning mikroskopi billeder svarende til prøverne med Ge tykkelse 200 nm for bedre viser morfologi. Skalalinjen = 100 nm. Dette tal er blevet gengivet fra 7 med tilladelse fra Royal Society of Chemistry. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5 : Billeder af opdigtede prøver på 2-tommer Wafer med forskellige Ge tykkelser af (en) 20 nm, og (b) 40 nm i en aflejring vinkel på 45 °.

Figure 6
Figur 6 : Billeder med forskellige vinkler på udsigten fra 5° til 60° og målte Reflektionsgraden Spectra på skrå vinkler fra 20° til 60° i fremstillet prøver med (en) Ge tykkelse af en 15 nm i en aflejring vinkel på 0 °, (b) en Ge tykkelsen af et 25 nm på en aflejring af en gle af 70°. Dette tal er blevet gengivet fra Y. J. Yoo et al. 7, med tilladelse fra Royal Society of Chemistry.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I konventionelle tyndfilm belægninger til farvning3,4,5,6, kan farven kontrolleres ved at ændre forskellige materialer og justere tykkelsen. Valget af materialer med forskellige refraktivt indeks er begrænset til tuning forskellige farver. For at slappe af denne begrænsning, udnyttet vi skråt deposition til tynd-hinde farve belægning. Alt efter lysindfaldsvinklen. deposition shadowing porøsitet af Ge lag er ændret af atomic11, som vist i figur 1b. Porøsitet anvendes til Ge tynd-film bevirker en ændring i den effektive indeks af Ge lag7. Fase Skift lysets formeringsmateriale i Ge medium varierer med en ændring af den effektive indeks af skråt deposition. Som et resultat, skifter farve med forskellige indblanding betingelser i de synlige bølgelængder. Især i vores ultra-tynde farve film forbedret lave effektiv indekset på en meget skrå deposition vinkel farve renhed med lavere overfladereflektioner og tunability med en mindre ændring af fase.

I vores protokol er trin 4 den mest kritiske proces til farvning. For at kunne udføre trin 4, overveje at film kvalitet er en kritisk faktor i tyndfilm optisk coating farvning. Film kvalitet kan ændre brydningsindekset og påvirker subtilt farvning. Film kvalitet afhænger af natur og betingelserne for deposition udstyr. I vores tilfælde, en elektron beam fordamper blev brugt som deposition udstyr og konstant pres og depositionen blev vedligeholdt for at sikre film stabilitet. Desuden, vi målte de optiske konstanter af de tynde film deponeres på disse konstante betingelser, og ved hjælp af de målte optiske konstanter, farven på den tynde film kunne forudsagt og analyseres. At opnå en nøjagtig ønskede farve og tune den farve med filmtykkelse sikre stabiliteten af tilstande, såsom pres og deposition satsen for deposition udstyr. Især, i forbindelse med forskelligt udstyr skal de forskellige betingelser for udstyret, være optimeret til tuning ultra-tynde farve film.

I den store område skråt deposition proces, filmen deposition er ikke ensartet på grund af den lodrette forskellen mellem kilden og substrat. I elektron beam fordampning proces varierer vapor fluxtæthed i lodret retning fra kilden. På høj skrå vinkler er der en lodret forskel afhængigt af placeringen af substrat, som forårsager fluxtæthed skal deponeres forskelligt afhængig af positionen overflade.

Processen beskrevet i trin 5 i protokollen blev udviklet for at kompensere for dette. Denne metode er enkel og let kan følges uden at ændre udstyret. Dog, som nævnt i afsnittet resultater, processen tendens til at resultere i større filmtykkelse end målet tykkelse. Et andet stort område procesmetode, der kan løse problemet tykkelse er at ændre chuck i salen hvor prøven er indlæst så at det roterer i z-aksen. Når prøven er indlæst på z-aksen rotationspunktet, vil midten af prøven altid forblive en konstant afstand fra kilden. Derfor, selv med deposition på positive og negative vinkler, kan en ensartet tykkelse opnås. Desuden skal det bemærkes, at skråt af prøven kan ændres samtidig opretholde vakuum, fordi chuck er drejelig i z-aksen inde i salen.

Afslutningsvis har vi præsenteret en proces for at fabrikere ultra-tynde farve film ved hjælp af skrå vinkel aflejring med en elektron beam fordamper. Derudover vi detaljeret en metode til at konvertere de målte optiske egenskaber af de fabrikerede prøver til farveoplysninger og analyserede dem i form af farve med deres CIE koordinater. Denne proces, der anvendes til at måle og analysere farver af de fabrikerede prøver kan også være nyttigt for analyse af forskellige andre farve strukturer. I denne undersøgelse, var der observeres ændringer i farve afhængig af tykkelsen af den ultra-tynde film og deposition vinkel. Vores ultra-tynde farve strukturer kan være almindeligt anvendt til forskellige tynd-hinde applikationer såsom fleksibel kolorere elektroder, tynde film solceller og optiske filtre.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Denne forskning blev støttet af ubemandede køretøjer avanceret Core Technology Research og Development Program gennem den ubemandet køretøj Advanced Research Center (UVARC) finansieret af Ministeriet for videnskab, IKT og fremtidige planlægning, Republikken Korea ( 2016M1B3A1A01937575)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
 KVE-2004L Korea Vacuum Tech. Ltd. E-beam evaporator system
Cary 500 Varian, USA UV-Vis-NIR spectrophotometer
T1-H-10 Elma Ultrasonic bath
HSD150-03P Misung Scientific Co., Ltd Hot plate
Isopropyl Alcohol (IPA) OCI Company Ltd. Isopropyl Alcohol (IPA)
Buffered Oxide Etch 6:1 Avantor Buffered Oxide Etch 6:1
Acetone OCI Company Ltd. Acetone
4 inch Silicon Wafer Hi-Solar Co., Ltd. 4 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 ± 20 μm)
2 inch Silicon Wafer Hi-Solar Co., Ltd. 2 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 ± 20 μm)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Macleod, H. A. Thin-film optical filters. Institute of Physics Publishing. 3, 3rd, (2001).
  2. Baumeister, P. W. Optical Coating Technology. SPIE Press. Bellingham, Washington. (2004).
  3. Kats, M. A., Blanchard, R., Genevet, P., Capasso, F. Nanometre optical coatings based on strong interference effects in highly absorbing media. Nat. Mater. 12, 20-24 (2013).
  4. Kats, M. A., et al. Ultra-thin perfect absorber employing a tunable phase change material. Appl. Phys. Lett. 101, (22), 221101 (2012).
  5. Lee, K. T., Seo, S., Lee, J. Y., Guo, L. J. Strong resonance effect in a lossy medium-based Optical Cavity for angle robust spectrum filters. Adv. Mater. 26, (36), 6324-6328 (2014).
  6. Song, H., et al. Nanocavity enhancement for ultra-thin film optical absorber. Adv. Mater. 26, (17), 2737-2743 (2014).
  7. Yoo, Y. J., Lim, J. H., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. M. Ultra-thin films with highly absorbent porous media fine-tunable for coloration and enhanced color purity. Nanoscale. 9, (9), 2986-2991 (2017).
  8. Garahan, A., Pilon, L., Yin, J., Saxena, I. Effective optical properties of absorbing nanoporous and nanocomposite thin films. J. Appl. Phys. 101, (1), 014320 (2007).
  9. Moharam, M. G. Coupled-wave analysis of two-dimensional dielectric gratings. Proc. SPIE. 883, 8-11 (1988).
  10. Robbie, K., Sit, J. C., Brett, M. J. Advanced techniques for glancing angle deposition. J. Vac. Sci. Technol. B. 16, (3), 1115-1122 (1998).
  11. Hawkeye, M. M., Brett, M. J. Glancing angle deposition: Fabrication, properties, and applications of micro- and nanostructured thin films. J. Vac. Sci. Technol. A. 25, (5), 1317-1335 (2007).
  12. Jang, S. J., Song, Y. M., Yu, J. S., Yeo, C. I., Lee, Y. T. Antireflective properties of porous Si nanocolumnar structures with graded refractive index layers. Opt. Lett. 36, (2), 253-255 (2011).
  13. Jang, S. J., Song, Y. M., Yeo, C. I., Park, C. Y., Lee, Y. T. Highly tolerant a-Si distributed Bragg reflector fabricated by oblique angle deposition. Opt. Mater. Exp. 1, (3), 451-457 (2011).
  14. Harris, K. D., Popta, A. C. V., Sit, J. C., Broer, D. J., Brett, M. J. A Birefringent and Transparent Electrical Conductor. Adv. Funct. Mater. 18, (15), 2147-2153 (2008).
  15. Fairman, H. S., Brill, M. H., Hemmendinger, H. How the CIE 1931 color-matching functions were derived from Wright-Guild data. Color Research & Application. 22, (1), 11-23 (1997).
  16. Oliver, J. B., et al. Electron-beam–deposited distributed polarization rotator for high-power laser applications. Opt. Exp. 22, (20), 23883-23896 (2014).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics