Diese Forschung wurde durch unbemannte Fahrzeuge erweiterte Core Technology Research and Development Program durch die unbemannten Fahrzeug Advanced Research Center (UVARC) gefördert durch das Ministerium für Wissenschaft, IKT und Zukunft planen, die Republik Korea (unterstützt. 2016M1B3A1A01937575)

Vorsicht: einige in diesem Protokoll verwendeten Chemikalien (d.h., gepufferte Oxid Ätzmittel, Isopropyl-Alkohol, etc.) können gesundheitsschädlich sein. Konsultieren Sie bitte alle relevanten Sicherheitsdatenblätter, bevor irgendwelche Probenvorbereitung stattfindet. Geeigneten persönlichen Schutzausrüstung (z.B., Laborkittel, Schutzbrille, Handschuhe, etc.) zu nutzen und technische Kontrollen (z.B. nasse Station, Rauch, Hood, etc.) beim Umgang mit Ätzmittel und Lösungsmitteln.
 1. Vorbereitung des Untergrunds Si <ol><li>mit einem Diamantenschleifer, 2 x 2 cm 4 Zoll Silizium (Si) Wafer geschnitten große Quadrate. Um farbige Muster zu machen, das Substrat wird in der Regel geschnitten 2 cm x 2 cm, aber größer ist, je nach Größe der Probenhalter für schrägen Winkel Abscheidung verwendet werden kann.</li>
	<li>Um native Oxid mit Polytetrafluorethylen (PTFE) Wagen zu entfernen, tauchen die gespalten Si-Substraten im gepufferten Oxid Ätzmittel (BOE) für 3 Vorsicht s.: Bitte tragen Sie geeignete Schutzmaßnahmen für die Sicherheit.</li>
	<li>Sauber gespalten Si-Substraten sequenziell in Aceton, Isopropylalkohol (IPA) und deionisiertes (DI) Wasser für 3 s.
	<ol><li>Verwendung von PTFE Reinigung Jig, beschallen die gespalten Si-Substraten mit Aceton in ein Ultraschallbad für 3 min bei einer Frequenz von 35 kHz.</li>
		<li>Um das Aceton entfernen, spülen Sie die gespalten Si-Substraten mit IPA.</li>
		<li>Als letzter Schritt der Reinigung, spülen Sie die gespalten Si-Substraten mit VE-Wasser.</li>
	</ol></li> <li>, Feuchtigkeit, entfernen trocken sauber Substrates mit einem Blasrohr Stickstoff halten Sie es mit einer Pinzette.</li></ol> 2. Ablagerung von der Au-Reflektor <ol><li>mit Zange und Carbon Band, die gereinigten Si Substraten auf einem flachen Probenhalter zu beheben und bringen Sie die Halterung in die Kammer von den Elektronen Strahl Verdampfer mit Ti und Au Quellen.</li>
	<li>Evakuierung die Kammer für 1 h, hohes Vakuum zu erreichen. Der Basisdruck der Vakuumkammer sollte 4 x 10 -6 Torr.</li>
	<li>Kaution die Ti-Schicht als Adhäsion Schicht mit einer Dicke von 10 nm bei ca. 5-7 % der Elektronen Strahl macht gesteuert im manuellen Modus mit einer DC-Spannung von 7,5 kV, verleiht eine Abscheiderate 1 Å / Sek. 
	Hinweis: Eine Cr-Schicht mit gleicher Dicke, statt ein Ti-Schicht kann als die Adhäsion Schicht abgeschieden werden.</li>
	<li>Kaution Au Schicht als eine Reflexionsschicht auf eine Dicke von 100 nm mit 13-15 % der Elektronen Strahl macht gesteuert im manuellen Modus mit einer DC-Spannung von 7,5 kV, verleiht eine Abscheiderate von 2 Å / Sek. 
	Hinweis: Die Dicke der Reflexionsschicht der Au kann größer sein als 100 nm. Einer Dicke von 100 nm lagert sich hier um die Reflexionsschicht so dünn wie möglich zu machen, unter Beibehaltung der optischen Eigenschaften der Au.</li>
	<li>Nach Au Abscheidung von Schichten, entlüften Sie die Kammer und die Proben entnehmen. Sie müssen mit der geneigten Probenhalter für die schrägen Winkel Abscheidung nachgeladen werden.</li>
</ol> 3. Vorbereitung der geneigt Probenhalter für schrägen Winkel Ablagerung Hinweis: Es gibt mehrere Methoden, die für schräge Abscheidung verwendet werden können wie die z-Achse rotierende 16 chuck, aber dies erfordert Geräte-Modifikation und Filme können nur in einem Winkel zu einem Zeitpunkt hinterlegt werden. Um die Änderungen in der Farbe von verschiedenen Ablagerung Winkel produziert effizient zu beobachten, verwendeten wir Probenhalter, die die Proben in verschiedenen Winkeln geneigt. Für Präzision kann der geneigte Probenhalter mit Metallverarbeitung Ausrüstung erfolgen. Jedoch in diesem Beitrag stellen wir eine einfache Methode, die leicht verfolgt werden kann.
<ol><li>Bereiten eine Metallplatte eine leicht biegsame Metall wie Aluminium gemacht.</li>
	<li>Die Metallplatte in drei 2 cm x 5 cm lange Stücke schneiden.</li>
	<li>Befestigen das Metallstück am Boden neben einem Winkelmesser, halten Sie die kurze Seite und beugen das Metall auf den gewünschten Abscheidung Winkel (d. h., 30°, 45° und 70°).</li>
	<li>Legen die verbogene Metallteile auf der 4-Zoll-Probenhalter mit Kohlenstoff Klebeband.</li>
</ol> 4. Schrägen Winkel Ablagerung von Ge Schicht Hinweis: In diesem Abschnitt beziehen sich auf die schematische Diagramme in Abbildung 1 der Proben auf die geneigte Probenhalter und poröse Ge Filme hinterlegt schräg nach Angle Deposition.
<ol><li>Vier Au hinterlegt Stichproben mit Carbon-Band auf eine geneigte Probenhalter in einem Winkel von 0°, 30°, 45° und 70°, bzw. zu beheben.</li>
	<li>Laden die Au hinterlegt Proben auf der geneigten Probenhalter in den Elektronen Strahl Verdampfer mit einer Ge-Quelle für schrägen Winkel Ablagerung.</li>
	<li>Evakuierung die Kammer für 1 h, hohes Vakuum zu erreichen. Der Basisdruck der Vakuumkammer sollte 4 x 10 -6 Torr.</li>
	<li>Hinterlegen die Ge-Schicht als eine farbgebende Schicht mit ca. 6-8 % der Elektronen Strahl macht gesteuert im manuellen Modus mit einer DC-Spannung von 7,5 kV, verleiht eine Abscheiderate 1 Å/sec. Die dicken Ablagerung der Ge-Schicht auf die vier Proben sind 10 nm, 15 nm, 20 nm und 25 nm bzw.. 
	Hinweis: Die Ablagerung dicken von 10 nm, 15 nm, 20 nm und 25 nm wurden ausgewählt, um die Vergleichbarkeit der ändert sich die Farbe für jeden Winkel der Ablagerung. Einem anderen Blickwinkel und Dicke (5-60 nm) können gewählt werden, um eine bestimmte Farbe zu erreichen.</li>
	<li>Nach Ge Abscheidung von Schichten, entlüften Sie die Kammer und die Proben herausnehmen.</li>
</ol> 5. Schrägen Winkel Abscheidung für großflächige Hinweis: Wenn die Größe des Beispiels verwendet für schrägen Winkel Ablagerung klein ist, kann es in Schritt 4 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Jedoch, wenn die Größe der Stichprobe, fabriziert werden groß ist, wird es schwierig, Film Einheitlichkeit durch Variation in der Verdunstung-Fluss entlang der z-Achse 16 zu erhalten. Daher wird ein separater zusätzlicher Prozess, Schritt 5, erforderlich, um größere Proben zu fabrizieren und eine einheitliche Farbe zu erreichen.
<ol><li>Für ein 2-Zoll-Wafer, nach Hinterlegung der Au-Schicht auf der großen Stichprobe in Schritt 2, beheben die Au hinterlegt große Probe der 45° geneigten Probenhalter. 
	Hinweis: Da unsere geneigten Probenhalter kleine Proben passen soll, laden große Proben überhaupt die Winkel (d. h., 0°, 30°, 45° und 70°) Interferenzen zwischen Proben erstellt. Daher große Proben schräg in verschiedenen Winkeln in einem Arbeitsgang zu hinterlegen, ist es notwendig, eine geneigte Probenhalter für große Proben haben.</li>
	<li>Au hinterlegt große Stichprobe auf der geneigten Probenhalter in den Elektronen Strahl Verdampfer mit einer Ge-Quelle für schrägen Winkel Ablagerung laden. 
	Hinweis: Beim Laden von der Probenmaterials, die zweite Schicht der Ablagerung muss in die gleiche Richtung wie die ersten Ablagerung hinterlegt, so beachten Sie die Richtung des geladenen Samples. Der Einfachheit halber wird empfohlen, dass der Probenhalter geladen auf der Vorderseite der Kammer ist.</li>
	<li>Evakuierung die Kammer für 1 h bis hohes Vakuum zu erreichen. Der Basisdruck der Vakuumkammer sollte 4 x 10 -6 Torr.</li>
	<li>Hinterlegen die Ge-Schicht als eine farbgebende Schicht zu einer Deposition Dicke von 10 nm, die Hälfte der Ziel-Dicke von 20 nm, mit 6 bis 8 % der Elektronen Strahl macht gesteuert im manuellen Modus mit einer DC-Spannung von 7,5 kV, verleiht eine Abscheiderate 1 Å / Sek.</li>
	<li>Nach die Ablagerung der ersten Ge-Schicht beendet ist, die Kammer zu entlüften und nehmen Sie die Probe, weil die Probe neu positioniert und neu geladen werden muss.</li>
	<li>Fix zu dem geneigten Probenhalter Probe in eine Position, die auf dem Kopf stehend in Bezug auf die Position der ersten Ablagerung ist.</li>
	<li>Die Probe auf der geneigten Probenhalter mit der Ge-Quelle zu laden, so dass der Halter in die gleiche Richtung wie die ersten Ablagerung weist.</li>
	<li>Evakuierung die Kammer für 1 h, hohes Vakuum zu erreichen. Der Basisdruck der Vakuumkammer sollte 4 x 10 -6 Torr.</li>
	<li>Hinterlegen die Ge-Schicht als eine farbgebende Schicht zu einer Deposition Dicke von 10 nm, die Hälfte der Ziel-Dicke von 20 nm, mit 6 bis 8 % der Elektronen Strahl macht gesteuert im manuellen Modus mit einer DC-Spannung von 7,5 kV, verleiht eine Abscheiderate 1 Å / Sek.</li>
	<li>Nach Ge Abscheidung von Schichten, die Kammer zu entlüften und nehmen Sie das Beispiel.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Macleod, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin-film+optical+filters.">Thin-film optical filters.</a> Institute of Physics Publishing. 3, (2001).</li><li>Baumeister, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Coating Technology. , (2004).</li><li>Kats, M. A., Blanchard, R., Genevet, P., Capasso, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanometre+optical+coatings+based+on+strong+interference+effects+in+highly+absorbing+media.">Nanometre optical coatings based on strong interference effects in highly absorbing media.</a> Nat. Mater. 12, 20-24 (2013).</li><li>Kats, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-thin+perfect+absorber+employing+a+tunable+phase+change+material.">Ultra-thin perfect absorber employing a tunable phase change material.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (22), 221101 (2012).</li><li>Lee, K. T., Seo, S., Lee, J. Y., Guo, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+resonance+effect+in+a+lossy+medium-based+Optical+Cavity+for+angle+robust+spectrum+filters.">Strong resonance effect in a lossy medium-based Optical Cavity for angle robust spectrum filters.</a> Adv. Mater. 26 (36), 6324-6328 (2014).</li><li>Song, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocavity+enhancement+for+ultra-thin+film+optical+absorber.">Nanocavity enhancement for ultra-thin film optical absorber.</a> Adv. Mater. 26 (17), 2737-2743 (2014).</li><li>Yoo, Y. J., Lim, J. H., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-thin+films+with+highly+absorbent+porous+media+fine-tunable+for+coloration+and+enhanced+color+purity.">Ultra-thin films with highly absorbent porous media fine-tunable for coloration and enhanced color purity.</a> Nanoscale. 9 (9), 2986-2991 (2017).</li><li>Garahan, A., Pilon, L., Yin, J., Saxena, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+optical+properties+of+absorbing+nanoporous+and+nanocomposite+thin+films.">Effective optical properties of absorbing nanoporous and nanocomposite thin films.</a> J. Appl. Phys. 101 (1), 014320 (2007).</li><li>Moharam, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupled-wave+analysis+of+two-dimensional+dielectric+gratings.">Coupled-wave analysis of two-dimensional dielectric gratings.</a> Proc. SPIE. 883, 8-11 (1988).</li><li>Robbie, K., Sit, J. C., Brett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+techniques+for+glancing+angle+deposition.">Advanced techniques for glancing angle deposition.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 16 (3), 1115-1122 (1998).</li><li>Hawkeye, M. M., Brett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glancing+angle+deposition:+Fabrication,+properties,+and+applications+of+micro-+and+nanostructured+thin+films.">Glancing angle deposition: Fabrication, properties, and applications of micro- and nanostructured thin films.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 25 (5), 1317-1335 (2007).</li><li>Jang, S. J., Song, Y. M., Yu, J. S., Yeo, C. I., Lee, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antireflective+properties+of+porous+Si+nanocolumnar+structures+with+graded+refractive+index+layers.">Antireflective properties of porous Si nanocolumnar structures with graded refractive index layers.</a> Opt. Lett. 36 (2), 253-255 (2011).</li><li>Jang, S. J., Song, Y. M., Yeo, C. I., Park, C. Y., Lee, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+tolerant+a-Si+distributed+Bragg+reflector+fabricated+by+oblique+angle+deposition.">Highly tolerant a-Si distributed Bragg reflector fabricated by oblique angle deposition.</a> Opt. Mater. Exp. 1 (3), 451-457 (2011).</li><li>Harris, K. D., Popta, A. C. V., Sit, J. C., Broer, D. J., Brett, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Birefringent+and+Transparent+Electrical+Conductor.">A Birefringent and Transparent Electrical Conductor.</a> Adv. Funct. Mater. 18 (15), 2147-2153 (2008).</li><li>Fairman, H. S., Brill, M. H., Hemmendinger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+the+CIE+1931+color-matching+functions+were+derived+from+Wright-Guild+data.">How the CIE 1931 color-matching functions were derived from Wright-Guild data.</a> Color Research &amp; Application. 22 (1), 11-23 (1997).</li><li>Oliver, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron-beam&#8211;deposited+distributed+polarization+rotator+for+high-power+laser+applications.">Electron-beam&#8211;deposited distributed polarization rotator for high-power laser applications.</a> Opt. Exp. 22 (20), 23883-23896 (2014).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Die Farbe ist in herkömmlichen Dünnfilmbeschichtungen für Färbung3,4,5,6steuerbar durch verschiedene Materialien zu verändern und anpassen der Dicke. Die Wahl der Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes beschränkt sich für die Optimierung verschiedener Farben. Um diese Einschränkung zu erholen, ausgebeutet wir die schrägen Winkel Ablagerung zu Dünnschicht-Farbbeschichtung. ...

Im Allgemeinen basiert die Leistung der Dünnschicht-optische Beschichtungen auf die Art der optischen Störungen, die sie, wie z. B. hohe Reflexion oder Transmission produzieren. In dielektrischen Dünnschichten erhalten Sie optische Störungen durch Bedingungen wie Quartal Welle Dicke (λ/4n) erfüllen. Interferenz-Grundsätze wurden lange in verschiedenen optischen Anwendungen wie Fabry-Perot-Interferometer und verteilter Bragg Reflektoren1,2verwendet. In den letzten Jahren studierte Dünnfilm Strukturen mittels hoch saugfähige Materialien wie Metalle und Halbleiter allgemein wurden3,4,5,6. Starke optische Störungen erhalten Sie von Dünnfilm-Beschichtung eine saugfähige Halbleitermaterial auf einer Metallfolie, die nicht-triviale Phasenänderungen in den reflektierten Wellen produziert. Diese Art von Struktur ermöglicht ultra-dünnen Beschichtungen sind wesentlich dünner als dielektrische Dünnschicht-Beschichtungen.
Vor kurzem, studierte wir Möglichkeiten zur Verbesserung der Farbe Einstellbarkeit und Farbreinheit von hochabsorbierenden Dünnschichten mit Porosität7. Durch die Kontrolle der Porosität der abgeschiedenen Films, kann der effektive Brechungsindex des Mediums Dünnschicht-geänderte8sein. Diese Änderung in der effektive Brechungsindex ermöglicht die optischen Eigenschaften verbessert werden. Basierend auf diesen Effekt, entworfen wir ultra-dünnen Farbfilm mit unterschiedlichen dicken und Porositäten von Berechnungen mit strengen gekoppelten Welle Analyse (RCWA)9. Unser Design präsentiert mit unterschiedlichen Schichtdicken bei jeder Porosität7Farben.
Wir Beschäftigten eine einfache Methode, schrägen Winkel Ablagerung, die Porosität des hochabsorbierenden Dünnfilmbeschichtungen steuern. Die schrägen Winkel Ablagerung Technik kombiniert im Grunde eine typische Ablagerung System, z. B. ein Elektron Lichtstrahl Verdampfer oder thermischen Verdampfer mit einem geneigten Substrat10. Die schrägen Winkel des einfallenden Flussmittel schafft atomaren beschatten, produziert die Bereiche, in denen der Dampf-Flux11direkt erreichen kann. Die schrägen Winkel Ablagerung Technik hat in verschiedenen Dünnschicht-Beschichtung Anwendungen12,13,14eingesetzt.
In dieser Arbeit zeigen wir die Prozesse für die Herstellung von ultra-dünnen Farbfilmen durch schräge Ablagerung mit einem Elektron Lichtstrahl Verdampfer. Darüber hinaus werden zusätzliche Methoden zur großflächigen Verarbeitung separat ausgewiesen. Zusätzlich zu den Prozessschritten sind einige Hinweise, die bei der Fertigung berücksichtigt werden sollte im Detail erklärt.
Darüber hinaus prüfen wir Prozesse für die Messung des Reflexionsgrad der vorgefertigten Samples und Umwandlung in Farbinformationen für die Analyse, so dass sie in CIE Farbkoordinaten und RGB Werte15ausgedrückt werden können. Darüber hinaus sind einige Punkte zu beachten in der Fertigung von ultra-dünnen Farbfilmen erörtert.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="757">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:216px;">&#160;KVE-2004L</td>
			<td style="width:185px;">Korea Vacuum Tech. Ltd.</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">E-beam evaporator system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cary 500</td>
			<td style="width:185px;">Varian, USA</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td>UV-Vis-NIR spectrophotometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">T1-H-10</td>
			<td style="width:185px;">Elma</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">Ultrasonic bath</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HSD150-03P</td>
			<td style="width:185px;">Misung Scientific Co., Ltd</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">Hot plate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isopropyl Alcohol (IPA)</td>
			<td style="width:185px;">OCI Company Ltd.</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">Isopropyl Alcohol (IPA)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Buffered Oxide Etch 6:1</td>
			<td style="width:185px;">Avantor</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">Buffered Oxide Etch 6:1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:185px;">OCI Company Ltd.</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">Acetone</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">4inch Silicon Wafer</td>
			<td style="width:185px;">Hi-Solar Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">4inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440&#177;20&#956;m)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">2inch Silicon Wafer</td>
			<td style="width:185px;">Hi-Solar Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;"></td>
			<td style="width:227px;">2inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440&#177;20&#956;m)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of ultra-thin color films with highly absorbing media using oblique angle deposition

Ultra-Dünnschicht-Strukturen wurden ausgiebig für den Einsatz als optische Beschichtungen untersucht, aber Leistung und Herstellung Herausforderungen bleiben.  Wir präsentieren Ihnen eine erweiterte Methode für die Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit verbesserten Eigenschaften. Der vorgeschlagene Prozess behebt mehrere Herstellung Probleme, einschließlich großflächigen Verarbeitung. Insbesondere beschreibt das Protokoll ein Verfahren zur Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit einem Elektron Lichtstrahl Verdampfer schrägen Winkel Abscheidung von Germanium (Ge) und Gold (Au) auf Silizium (Si) Substraten.  Film Porosität hergestellt durch die schrägen Winkel Ablagerung induziert Farbänderungen in der ultra-dünnen Film. Der Grad der Farbänderung hängt von Faktoren wie Winkel und Film Ablagerungsstärke. Proben von der ultra-dünnen Farbfilmen zeigte verbesserte Farbe Einstellbarkeit und Farbreinheit hergestellt. Darüber hinaus wurde die gemessene Reflexion der vorgefertigten Samples chromatische Werte umgewandelt und in Bezug auf Farbe analysiert. Unsere ultra-dünnen Film Herstellung Methode soll für verschiedene Anwendungen der ultradünne Film wie flexible Farbe Elektroden, Dünnschicht-Solarzellen und optische Filter verwendet werden. Auch ist der Prozess hier entwickelt für die Analyse der Farbe der vorgefertigten Proben im großen und ganzen nützlich für das Studium verschiedener Farbe Strukturen.

Abbildung 2a zeigt Bilder der Proben 2 x 2 cm hergestellt. Die Proben wurden hergestellt, so dass die Filme unterschiedliche dicken hatte (d.h.10 nm, 15 nm, 20 nm und 25 nm) und in verschiedenen Winkeln (d.h., 0°, 30°, 45° und 70°) abgelagert wurden. Die Farbe des hinterlegten Filmen wechselt abhängig von der Kombination der beiden Dicke der Proben und der Ablagerung Winkel. Die Änderungen in der Farbe ergeben sich aus Veränderungen in der Porosität des Films. Je na...

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Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit stark absorbierenden Medien mit schrägen Winkel Deposition

Wir präsentieren Ihnen eine detaillierte Methode zur Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit verbesserten Eigenschaften für optische Beschichtungen. Die schrägen Winkel-Ablagerung-Technik mit einem Elektron Lichtstrahl Verdampfer ermöglicht verbesserte Farbe Einstellbarkeit und Reinheit. Hergestellte Filme von Ge und Au auf Si-Substraten wurden durch Reflexion Messungen und Farbkonvertierung Informationen ausgewertet.

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

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8.2K Aufrufe.  Gwangju Institute of Science and Technology. Wir präsentieren Ihnen eine detaillierte Methode zur Herstellung von ultra-dünnen Farbfilm mit verbesserten Eigenschaften für optische Beschichtungen. Die schrägen Winkel-Ablagerung-Technik mit einem Elektron Lichtstrahl Verdampfer ermöglicht verbesserte Farbe Einstellbarkeit und Reinheit. Hergestellte Filme von Ge und Au auf Si-Substraten wurden durch Reflexion Messungen und Farbkonvertierung Informationen ausgewertet.

Serie: Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

Herstellung von transparenten leitenden Oxide durch Pulsed Laser Deposition Nano-engineered

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Forschung

Ingenieurwesen

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% of the bulk. The primary advantage of AD is that the deposition takes place entirely at ambient temperature; thereby enabling film growth in material systems with disparate melting temperatures. This report describes in detail the processing steps for preparing the powder and for performing AD using the custom-built system. Representative characterization results are presented from scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance for films grown in this system. As a representative overview of the capabilities of the system, focus is given to a sample produced following the described protocol and system setup. Results indicate that this system can successfully deposit 11 &#181;m thick yttrium iron garnet films that are &#160;&#62; 90% of the bulk density during a single 5 min deposition run. A discussion of methods to afford better control of the aerosol and particle selection for improved thickness and roughness variations in the film is provided.

This report describes the use of a custom-built system to perform aerosol deposition of thick films of yttrium iron garnet onto sapphire substrates at RT. The deposited films are characterized using scanning electron microscopy, profilometry, and ferromagnetic resonance to give a representative overview of the capabilities of the technique.

Bildung starker dichter Yttriumeisengranat Films Mit Aerosol Deposition

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can potentially contribute to the exposure of biota and humans. The diffusive gradients in thin films technique is introduced here for in-situ measurements of Pu bioavailability and speciation. A diffusion cell constructed for laboratory experiments with Pu and the newly developed protocol make it possible to simulate the environmental behavior of Pu in model solutions of various chemical compositions. Adjustment of the oxidation states to Pu(IV) and Pu(V) described in this protocol is essential in order to investigate the complex redox chemistry of plutonium in the environment. The calibration of this technique and the results obtained in the laboratory experiments enable to develop a specific DGT device for in-situ Pu measurements in freshwaters. Accelerator-based mass-spectrometry measurements of Pu accumulated by DGTs in a karst spring allowed determining the bioavailability of Pu in a mineral freshwater environment. Application of this protocol for Pu measurements using DGT devices has a large potential to improve our understanding of the speciation and the biological transfer of Pu in aquatic ecosystems.

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is proposed for speciation studies of plutonium. This protocol describes diffusion experiments probing the behavior of Pu(IV) and Pu(V) in presence of organic matter. DGTs deployed in a karstic spring allow assessment of the bioavailability of Pu.

Speziation und Bioverfügbarkeit Messungen der Umwelt Plutonium Mit Diffusion in dünnen Schichten

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) and Electron Beam Melting (EBM). In spite of its potential processing capability, the direct AM method has several disadvantages such as high cost, poor surface finish of final products, limitation in material selection, high thermal stress, and anisotropic properties of parts. We propose a cost-effective method to manufacture 3D lattice metals. The objective of this study is to provide a detailed protocol on fabrication of 3D lattice metals having a complex shape and a thin wall thickness; e.g., octet truss made of Al and Cu alloys having a unit cell length of 5 mm and a cell wall thickness of 0.5 mm. An overall experimental procedure is divided into eight sections: (a) 3D printing of sacrificial patterns (b) melt-out of support materials (c) removal of residue of support materials (d) pattern assembly (e) investment (f) burn-out of sacrificial patterns (g) centrifugal casting (h) post-processing for final products. The suggested indirect AM technique provides the potential to manufacture ultra-lightweight lattice metals; e.g., lattice structures with Al alloys. It appears that the process parameters should be properly controlled depending on materials and lattice geometry, observing the final products of octet truss metals by the indirect AM technique.

An indirect additive manufacturing method combining a 3D printing of polymers with a centrifugal casting is outlined for manufacturing 3D octet truss metals (Al and Cu alloys) having a unit cell length of 5 mm with a wall thickness of 0.5 mm.

Indirekte Herstellung von Lattice Metals mit Dünnschliffen Mit Schleuderguss

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of stretchable electronic devices is the preparation of stretchable conductors with great mechanical stability. In this study, we developed a simple fabrication method to chemically solder the contact points between silver nanowire (AgNW) networks. AgNW nanomesh was first deposited on a glass slide via spray coating method. A reactive ink composed of silver nanoparticle (AgNPs) precursors was applied over the spray coated AgNW thin films. After heating for 40 min, AgNPs were preferentially generated over the nanowire junctions to solder the AgNW nanomesh, and reinforced the conducting network. The chemically modified AgNW thin film was then transferred to polyurethane (PU) substrates by casting method. The soldered AgNW thin films on PU exhibited no obvious change in electrical conductivity under stretching or rolling process with elongation strains up to 120%.

A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.

Ein Herstellungsverfahren für hochverstreckbare Leiter mit Silber Nanodrähte

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two chalcogenide compositions are demonstrated: Ge23Sb7S70 and As40S60, which have both been studied extensively for planar mid-infrared (mid-IR) microphotonic devices. In this approach, uniform thickness films are fabricated through the use of computer numerical controlled (CNC) motion. Chalcogenide glass (ChG) is written over the substrate by a single nozzle along a serpentine path. Films were subjected to a series of heat treatments between 100 &#176;C and 200 &#176;C under vacuum to drive off residual solvent and densify the films. Based on transmission Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and surface roughness measurements, both compositions were found to be suitable for the fabrication of planar devices operating in the mid-IR region. Residual solvent removal was found to be much quicker for the As40S60 film as compared to Ge23Sb7S70. Based on the advantages of electrospray, direct printing of a gradient refractive index (GRIN) mid-IR transparent coating is envisioned, given the difference in refractive index of the two compositions in this study.

Electrospray Deposition of Uniform Thickness Ge23Sb7S70 and As40S60 Chalcogenide Glass Films

A method of uniform thickness solution-derived chalcogenide glass film deposition is demonstrated using computer numerical controlled motion of a single-nozzle electrospray.

Elektroabscheidung von einheitlicher Dicke Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; Und As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalkogenidglases Films

Solution-based electrospray film deposition, which is compatible with continuous, roll-to-roll processing, is applied to chalcogenide glasses. Two ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing in combination with new nanofabrication techniques. A plasmon is a quantum of charge density oscillation that lends nanoscale metals such as gold and silver unique optical properties. In particular, gold and silver nanoparticles exhibit localized surface plasmon resonances-collective charge density oscillations on the surface of the nanoparticle-in the visible spectrum. Here, we focus on the fabrication of periodic arrays of anisotropic plasmonic nanostructures. These half-shell (or nanocup) structures can exhibit additional unique light-bending and polarization-dependent optical properties that simple isotropic nanostructures cannot. Researchers are interested in the fabrication of periodic arrays of nanocups for a wide variety of applications such as low-cost optical devices, surface-enhanced Raman scattering, and tamper indication. We present a scalable technique based on colloidal lithography in which it is possible to easily fabricate large periodic arrays of nanocups using spin-coating and self-assembled commercially available polymeric nanospheres. Electron microscopy and optical spectroscopy from the visible to near-infrared (near-IR) was performed to confirm successful nanocup fabrication. We conclude with a demonstration of the transfer of nanocups to a flexible, conformal adhesive film.

We demonstrate the fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithographic techniques and discuss the importance of nanoplasmonic films.

Herstellung von periodischen Gold Nanocup Arrays mit kolloidalen Lithographie

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Preparation of Large-area Vertical 2D Crystal Hetero-structures Through the Sulfurization of Transition Metal Films for Device Fabrication

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition metal dichalcogenides (TMDs) MoS2 and WS2 can be prepared on sapphire substrates. By controlling the metal film thicknesses, good layer number controllability, down to a single layer of TMDs, can be obtained using this growth technique. Based on the results obtained from the Mo film sulfurized under the sulfur deficient condition, there are two mechanisms of (a) planar MoS2 growth and (b) Mo oxide segregation observed during the sulfurization procedure. When the background sulfur is sufficient, planar TMD growth is the dominant growth mechanism, which will result in a uniform MoS2 film after the sulfurization procedure. If the background sulfur is deficient, Mo oxide segregation will be the dominant growth mechanism at the initial stage of the sulfurization procedure. In this case, the sample with Mo oxide clusters covered with few-layer MoS2 will be obtained. After sequential Mo deposition/sulfurization and W deposition/sulfurization procedures, vertical WS2/MoS2 hetero-structures are established using this growth technique. Raman peaks corresponding to WS2 and MoS2, respectively, and the identical layer number of the hetero-structure with the summation of individual 2D materials have confirmed the successful establishment of the vertical 2D crystal hetero-structure. After transferring the WS2/MoS2 film onto a SiO2/Si substrate with pre-patterned source/drain electrodes, a bottom-gate transistor is fabricated. Compared with the transistor with only MoS2 channels, the higher drain currents of the device with the WS2/MoS2 hetero-structure have exhibited that with the introduction of 2D crystal hetero-structures, superior device performance can be obtained. The results have revealed the potential of this growth technique for the practical application of 2D crystals.

Through the sulfurization of pre-deposited transition metals, large-area and vertical 2D crystal hetero-structures can be fabricated. The film transferring and device fabrication procedures are also demonstrated in this report.

Herstellung von großflächigen vertikale 2D Crystal Hetero-Strukturen durch Sulfurization Übergangsmetall Filme für Gerät Herstellung

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition ...

Experimental Methods for Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Combined with Polarization-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser (laser-SARPES), and demonstrate a power of this technique for studying solid state physics. Laser-SARPES achieves two great capabilities. Firstly, by examining orbital selection rule of linearly polarized lasers, orbital selective excitation can be carried out in SAPRES experiment. Secondly, the technique can show full information of a variation of the spin quantum axis as a function of the light polarization. To demonstrate the power of the collaboration of these capabilities in laser-SARPES, we apply this technique for the investigations of spin-orbit coupled surface states of Bi2Se3. This technique affords to decompose spin and orbital components from the spin-orbit coupled wavefunctions. Moreover, as a representative advantage of using the direct spin detection collaborated with the polarization-variable laser, the technique unambiguously visualizes the light polarization dependence of the spin quantum axis in three-dimension. Laser-SARPES dramatically increases a capability of photoemission technique.

Here, we combine polarization-variable 7-eV laser with spin- and angle-resolved photoemission technique to visualize the spin-orbital coupling effect in solid states.

Experimentelle Methoden für Spin - und Winkel-Resolved Photoemission Spectroscopy kombiniert mit Polarisation-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser ...

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-b-PVDMA), are presented. Due to the high reactivity of azlactone groups towards amine, thiol, and hydroxyl groups, PGMA-b-PVDMA surfaces can be modified with secondary molecules to create chemically or biologically functionalized interfaces for a variety of applications. Previous reports of patterned PGMA-b-PVDMA interfaces have used traditional top-down patterning techniques that generate non-uniform films and poorly controlled background chemistries. Here, we describe customized patterning techniques that enable precise deposition of highly uniform PGMA-b-PVDMA films in backgrounds that are chemically inert or that have biomolecule-repellent properties. Importantly, these methods are designed to deposit PGMA-b-PVDMA films in a manner that completely preserves azlactone functionality through each processing step. Patterned films show well-controlled thicknesses that correspond to polymer brushes (~90 nm) or to highly crosslinked structures (~1-10 &#956;m). Brush patterns are generated using either the parylene lift-off or interface directed assembly methods described and are useful for precise modulation of overall chemical surface reactivity by adjusting either the PGMA-b-PVDMA pattern density or the length of the VDMA block. In contrast, the thick, crosslinked PGMA-b-PVDMA patterns are obtained using a customized micro-contact printing technique and offer the benefit of higher loading or capture of secondary material due to higher surface area to volume ratios. Detailed experimental steps, critical film characterizations, and trouble-shooting guides for each fabrication method are discussed.

Surface fabrication methods for patterned deposition of nanometer thick brushes or micron thick, crosslinked films of an azlactone block co-polymer are reported. Critical experimental steps, representative results, and limitations of each method are discussed. These methods are useful for creating functional interfaces with tailored physical features and tunable surface reactivity.

Herstellung von reaktiven Oberflächen mit Pinsel-Like und querverbunden Filme von Azlactone funktionalisiert Block-Copolymere

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...