This work was supported by the Japan Science and Technology Agency (JST) through the Strategic Innovation Program. KPN acknowledges support from a grant-in-aid for scientific research (Grant no. 15H05462) from the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS).

注意：安全メガネを着用し、厳密にUVランプとフェムト秒レーザーを含む全てのレーザーを直接浴びることは避けてください。汚染を避けるためにクリーンルームのスーツと手袋を着用してください。指定されたゴミ箱に適切に任意の繊維ゴミを処分してください。 1.ナノファイバーの準備<ol><li> 200ミリメートルで区切られた2つの場所で5ミリメートルの長さの単一モード光ファイバのポリマージャケットを除去するファイバ被覆ストリッパを使用してください。クリーンルームを使用して、2つの機械的剥奪の部分をメタノールに浸したワイプ清掃してください。アセトン中でこれら2取り除か部分の間の繊維を浸し。繊維のジャケットがバラバラになるまで15分 - 10のを待ちます。アセトンから繊維を取り出し、メタノールに浸したワイプクリーンルームを使用して、むき出しの部分を清掃してください。 </li><li>ナノファイバーを製造するために光学ナノファイバー製造装置（ONME）の2段階で取り除か繊維を設定します。 <ol><li>ファイバにプローブレーザを起動し、transmissioを監視nは、フォトダイオードを使用し、ADCカードを使用して、コンピュータ内の送信データを記録します。 ONMEソフトウェアを使用してガスの流れを開始し、炎を点火します。 500nmのウエスト径テーパ光ファイバの製造にONMEソフトウェアの最適化前のパラメータをロードし、製造プロセスを開始します。 注：ONMEは、標準的な熱プル技術を使用してテーパー状の光ファイバを製造するために設計された市販の装置です。これは、繊維を引っ張って繊維と2電動ステージを加熱するために酸水素炎を使用しています。ガス流及びステージの移動は、コンピュータプログラムによって制御されます。事前に最適化されたパラメータは、特別な要求に応じて、ベンダーから入手することができます。 </li></ol></li><li>製作した後、UV硬化性エポキシを使用してナノファイバーホルダにテーパ状の繊維をキャッチします。 （ 図1aに示されている）、ガラス板とトップカバーを使用してナノファイバーホルダーをカバーしています。クリーンボックス内にサンプルを入れて、フェムト秒ラに転送SER製作ユニット。 </li></ol> 2.フェムト秒レーザーの製作<ol><li>製造セットアップのアライメント<ol><li> 15ミリメートルの高さで製作ベンチにガラス板を置きます。 1ミリジュールのパルスエネルギーで5秒間のフェムト秒レーザーを照射します。白色光発生からフェムト秒レーザー誘起アブレーション、ガラス板の損傷-線として切除パターンの外観を確認します。 </li><li>製造ベンチのXステージを用いてガラス板の高さを変更することにより、手順を繰り返します。各製造のために、新しい位置に製造を行うために1ミリメートルによって製造ベンチのYステージを翻訳します。 </li><li>最強のアブレーションラインの高さを見つけます。この位置では、微調整折り返しミラーの一方の傾斜角度と位置がアブレーションを最大化します。また、微調整加工台のXステージの傾斜は、アブレーションを最大化します。 注：折り返しミラーの傾斜角は、USIに同調されますキネマティックミラーホルダの調整ノブをngのミラーの位置は、それが搭載されたZステージを平行移動することによって調整されます。 </li><li>最適化の後、CCDカメラソフトウェア上のアブレーションラインの位置をマークし、ガラス板を取り外します。 注：CCDカメラ用の制御ソフトウェアは、画像キャプチャと撮影した画像上のマークを描画を可能にします。また、撮影した画像やマーキングのデータを保存できます。製造台のXステージが絶対位置の基準がないため、CCDイメージがX軸方向の位置の基準として使用されます。 CCD画像の解像度はピクセル当たり10μmです。 </li><li>白金（Pt）-coaterを使用して、被覆60のガラス板は、ガラス板上のPtの25nmの層を堆積します。画像走査型電子顕微鏡（SEM）を用いてガラス板上に切除パターン。アブレーション・パターンは、350nmの周期（期待される干渉縞パターン）らの周期構造を示している場合ignmentが最適化されています。そうでなければ（ステップ2.1.1から - 2.1.4）の手順を繰り返し周期的切除パターンが見られるまで（300μJまで）より低いパルスエネルギーのために。 </li></ol></li><li>アポダイズPhCをキャビティの作製<ol><li> CCDカメラ上にマーク切除線とほぼ平行製造ベンチにテーパー状の繊維を配置します。 </li><li>先細のファイバを介してプローブレーザ（パワー= 1 MW）を送信し、CCDカメラ上のテーパーファイバからの散乱を観察します。最も強い散乱部は、その波長以下の直径をナノ領域に相当します。 </li><li> CCDカメラ上にマークアブレーションライン位置にナノファイバーを中心に製造ベンチのZステージを翻訳。 </li><li>プローブレーザをオフにし、最小パルスエネルギー（&lt;10μJ）とフェムト秒レーザーを照射します。フェムト秒レーザービームでナノファイバーに重なるようにYステージを翻訳。オーバーラップは、ナノファイバー、OBSの照明によって識別されますCCDカメラにerved。 注：ナノファイバーについて、Yに沿ったフェムト秒レーザ光に対して、Z軸と整列されます。 </li><li> X軸に沿ってナノファイバーを整列させるために、アブレーションライン位置にナノファイバー位置に重なるようにXステージを並進CCDカメラ上にマーク。 </li><li>フェムト秒レーザーとナノファイバーの重なりを最大化するために、Yステージを翻訳。ナノファイバーから2最初のオーダーの反射を観察する（トップカバーのガラス板上の2つの明るいスポットとして表示されます）。前後にYステージを翻訳しながら、これらの反射スポットの動きを観察します。 注：これらのスポットは、一方の側に向かって移動する場合には、ナノファイバーは、アブレーションラインに平行でありません。この場合、切除線にナノ繊維を平行にするために回転ステージを回転させます。彼らが平行である場合には、反射スポットは、フラッシュとして表示されます。 </li><li>アブレーションラインにナノファイバー並列を行った後、最大化するために、Yステージを翻訳テーパ状ファイバの端部にフォトダイオードを使用してナノファイバー導波モードに散乱フェムト秒レーザーのパワーを測定することにより、フェムト秒レーザービームとナノファイバーの間に重複します。オーバーラップを最大化した後、製造θ= 0.5度の角度に回転ステージを回転させます。 注：フェムト秒レーザービームとナノ繊維との間の最大の重複のために、一つのナノファイバー導波モードに散乱フェムト秒レーザー光のパワーを最大化することを期待します。 </li><li>パワーメータとフェムト秒レーザーをブロックし、0.27ミリジュールにパルスエネルギーを設定します。単発照射モードにフェムト秒レーザーの設定を変更します。 注：このモードでは、単一のパルスがそうでなければ、レーザ出力が存在しない、火災スイッチが押されたときに生成されます。 <ol><li>レーザービーム経路から電力計を外し、単一のフェムト秒レーザーパルスを発射。これは、製造プロセスを完了します。 </li></ol></li></ol></li><li> Fabricati欠陥によって誘発されるPhCを空洞の上<ol><li> 2.1節で説明したようにガラス板上にアブレーションを観察することによって、セットアップの配置を確認してください。最強のアブレーションラインの高さを見つけた後、ちょうど位相マスクの前にレーザービームの中心で0.5ミリの銅線を挿入します。銅線は、Y軸に沿って（切除線に対して垂直）である必要があります。 </li><li> Z軸に沿った銅線の位置を変化させながらガラス板の切除パターンを確認します。切除パターンは、アブレーションラインの中央に単一のギャップを示しているとき、銅線の位置を修正しました。 </li><li>整列した後、セクション2.2で詳述した手順を以下のナノファイバーのフェムト秒レーザー加工を行います。この製造のために、= 0度をθに製作の角度を設定します。 </li></ol></li></ol>作製し試料の3キャラクタリゼーション<ol><li>光学的性質の測定<ol><li> SEを準備図1bに示すように、光学測定のためのTUP。テーパーファイバに広帯域光源を起動し、スペクトラムアナライザを使用して製作する前と後の透過および反射スペクトルを測定します。製作した後、透過スペクトルを作製した試料のブラッグ共振に対応するストップバンドが表示されます。 </li><li>偏光を選択して、2つの直交偏光のX-polおよびY-POL用のスペクトルを取るために、繊維インライン偏光子のパドルを回転させます。 注：X-POL（ナノクレーターに沿って偏光）については阻止帯域は、（より短い波長に向かって）ブルーシフト21になり、ナノファイバーからの散乱が強くなります。だから、スペクトルとCCDカメラを見て、偏光を選択します。 </li><li>偏光の一つは、PZT（ 図1bに示されている）を使用してテーパ状ファイバを延伸して透過スペクトルを取ります。 sのスペクトルを取ります20μmの最大の延伸長さまで2μmの段階でテーパー状の繊維をtretching（PZT走査範囲によって制限されます）。ブラッグ共鳴がテーパー状繊維を延伸することによって（より長い波長に向かって）赤方偏移されることを確認します。これらのスペクトルから、単位当たりの長さを伸ばし、ブラッグ共鳴のシフトを計算します。 </li><li>キャビティモードを解決絶対空洞伝達を測定するため、波長可変CWレーザ光源を使用します。テーパーファイバにレーザーを起動して、フォトダイオードを用いて送信を監視します。 </li><li> Y-POLのための阻止帯域の赤側の端にレーザー波長を設定し、送信を最小限にするために、繊維インライン偏光板を使用しています。このようにして、X-POL成分が抑制され、唯一のY-POLが選択されます。 20ミクロン - 0からテーパー状の繊維を延伸しながら、さらに赤側バンド端のアウトして送信を記録するレーザー波長を設定します。 <ol><li>レーザwavelを変更することにより、測定を繰り返します全体の阻止域がカバーされるまでは0.3nmのステップで青色側にength。これらのデータから、ステップ3.1.3で測定した長さを伸ばし単位あたりの共鳴シフトのためのデータを用いて、スペクトル全体を再構築します。 注： - 0.5 nmの典型的なサンプルについては、キャビティモードのために20ミクロン、典型的な自由スペクトル範囲によってテーパー繊維を延伸することにより、2ナノメートルによってキャビティモードに移行とともに、阻止帯域（ブラッグ共鳴）が0.05の間です。テーパ状ファイバを延伸して4キャビティモード - 入力レーザの所定の波長の一つは、少なくとも3を測定することができます。モード間の周波数間隔は、ステップ3.1.3で測定した長さを伸ばし単位あたりの共鳴シフトのためのデータから推測されます。 3連続したキャビティモードの連続測定で再測定される - 少なくとも2つは、0.3ナノメートルのステップでレーザ波長を変化させることにより、測定を繰り返します。一マットながら連続測定のための送信データを重ね合わせることによって、全体のスペクトルを再構成することができます再測定されたキャビティモードの精位置。 </li></ol></li><li>ステップ3.1.5と3.1.5.1で述べたように今、同様の手順を使用して、他の偏光についてのスペクトルを測定します。 </li></ol></li><li>作製した試料のイメージング<ol><li>長さ2cmの金属板上に作製した試料を入れて、UV硬化性エポキシを使用して金属板にテーパーファイバの両端を固定します。シャドウ側を撮像することができるように、サンプルの照射面を金属板に対向していることを確認してください。 </li><li> 30秒間コートにサンプルを白金コーターを使用し、約10nmの厚さを有する白金の層を堆積させます。 SEM内に試料を置きます。全体作製領域にわたるすべての0.1ミリメートルでの試料のSEM像を取ります。 </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Painter, O. J., 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=Two-Dimensional+Photonic+Band-Gap+Defect+Mode+Laser.">Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser.</a> Science. 284, 1819-1821 (1999).</li><li>Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+crystal+laser+sources+for+chemical+detection.">Photonic crystal laser sources for chemical detection.</a> Appl. Phys. Lett. 82, 4648 (2003).</li><li>Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-optical+switches+on+a+silicon+chip+realized+using+photonic+crystal+nanocavities.">All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities.</a> Appl. Phys. Lett. 87, 151112 (2005).</li><li>Yoshie, T., 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=Vacuum+Rabi+splitting+with+a+single+quantum+dot+in+a+photonic+crystal+nanocavity.">Vacuum Rabi splitting with a single quantum dot in a photonic crystal nanocavity.</a> Nature. 432, 200-203 (2004).</li><li>Akimov, A. V., 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=Generation+of+single+optical+plasmons+in+metallic+nanowires+coupled+to+quantum+dots.">Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots.</a> Nature. 450, 402-406 (2007).</li><li>Noginov, 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=Demonstration+of+a+spaser-based+nanolaser.">Demonstration of a spaser-based nanolaser.</a> Nature. 460, 1110-1112 (2009).</li><li>Zhang, X. Y., Zhang, T., Hu, A., Song, Y. J., Duley, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controllable+plasmonic+antennas+with+ultra+narrow+bandwidth+based+on+silver+nano-flags.">Controllable plasmonic antennas with ultra narrow bandwidth based on silver nano-flags.</a> Appl. Phys. Lett. 101, 153118 (2012).</li><li>Tong, L., Zi, F., Guo, X., Lou, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+microfibers+and+nanofibers:+A+tutorial.">Optical microfibers and nanofibers: A tutorial.</a> Opt. Comm. 285, 4641-4647 (2012).</li><li>Morrissey, M. J., 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=Spectroscopy,+manipulation+and+trapping+of+neutral+atoms,+molecules,+and+other+particles+using+optical+nanofibers:+A+review.">Spectroscopy, manipulation and trapping of neutral atoms, molecules, and other particles using optical nanofibers: A review.</a> Sensors. 13, 10449-10481 (2013).</li><li>Kien, F. L., Dutta Gupta, S., Balykin, V. I., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+emission+of+a+cesium+atom+near+a+nanofiber:+Efficient+coupling+of+light+to+guided+modes.">Spontaneous emission of a cesium atom near a nanofiber: Efficient coupling of light to guided modes.</a> Phys. Rev. A. 72, 032509 (2005).</li><li>Nayak, K. P., Melentiev, P. N., Morinaga, M., Kien, F. L., Balykin, V. I., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+nanofiber+as+an+efficient+tool+for+manipulating+and+probing+atomic+fluorescence.">Optical nanofiber as an efficient tool for manipulating and probing atomic fluorescence.</a> Opt. Express. 15, 5431-5438 (2007).</li><li>Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+atoms+on+an+optical+nanofiber.">Single atoms on an optical nanofiber.</a> New J. Phys. 10, 053003 (2008).</li><li>Nayak, K. P., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibunching+and+bunching+of+photons+in+resonance+fluorescence+from+a+few+atoms+into+guided+modes+of+an+optical+nanofiber.">Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from a few atoms into guided modes of an optical nanofiber.</a> Phys. Rev. A. 79, 021801 (2009).</li><li>Yalla, R., Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+photon+measurements+from+single+quantum+dots+on+an+optical+nanofiber.">Fluorescence photon measurements from single quantum dots on an optical nanofiber.</a> Opt. Express. 20, 2932-2941 (2012).</li><li>Yalla, R., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+Channeling+of+Fluorescence+Photons+from+Single+Quantum+Dots+into+Guided+Modes+of+Optical+Nanofiber.">Efficient Channeling of Fluorescence Photons from Single Quantum Dots into Guided Modes of Optical Nanofiber.</a> Phys. Rev. Lett. 109, 063602 (2012).</li><li>Kien, F. L., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavity-enhanced+channeling+of+emission+from+an+atom+into+a+nanofiber.">Cavity-enhanced channeling of emission from an atom into a nanofiber.</a> Phys. Rev. A. 80, 053826 (2009).</li><li>Kato, S., Aoki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+coupling+between+a+trapped+single+atom+and+an+all-fiber+cavity.">Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity.</a> Phys. Rev. Lett. 115, 093603 (2015).</li><li>Hoffman, J. E., 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=Ultrahigh+transmission+optical+nanofibers.">Ultrahigh transmission optical nanofibers.</a> AIP Advances. 4, 067124 (2014).</li><li>Nayak, K. P., 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=Cavity+formation+on+an+optical+nanofiber+using+focused+ion+beam+milling+technique.">Cavity formation on an optical nanofiber using focused ion beam milling technique.</a> Opt. Express. 19, 14040-14050 (2011).</li><li>Kien, F. L., Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofibers+with+Bragg+gratings+from+equidistant+holes.">Nanofibers with Bragg gratings from equidistant holes.</a> J. Modern Opt. 59, 274-286 (2012).</li><li>Nayak, K. P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+crystal+formation+on+optical+nanofibers+using+femtosecond+laser+ablation+technique.">Photonic crystal formation on optical nanofibers using femtosecond laser ablation technique.</a> Opt. Express. 21, 2480-2490 (2013).</li><li>Nayak, K. P., Zhang, P., Hakuta, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+nanofiber-based+photonic+crystal+cavity.">Optical nanofiber-based photonic crystal cavity.</a> Opt. Lett. 39, 232-235 (2014).</li><li>Becker, M., 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=Fiber+Bragg+grating+inscription+combining+DUV+sub-picosecond+laser+pulses+and+two-beam+interferometry.">Fiber Bragg grating inscription combining DUV sub-picosecond laser pulses and two-beam interferometry.</a> Opt. Express. 16, 19169-19178 (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

ナノファイバのレンズ効果は、（ 図2に示されている）、それによりナノファイバーの影の表面にナノクレーターを作成する製造技術において重要な役割を果たしています。ナノファイバのレンズ効果はまた、横方向（Y軸）の任意の機械的な不安定性に強固な製造プロセスを行います。照射時間はわずか120 fsの（ すなわちパルス幅）であるとして、また、単発照射により?...

ナノフォトニックデバイスの光の強い閉じ込めは、光科学の新たなフロンティアをオープンしました。現代のナノ加工技術は、1レイジング 2を感知し、光スイッチング用途3で1次元および2次元フォトニック結晶（PhCを）新たな展望のための空洞の製作を有効にしています。また、これらのPhCを空洞に強い光と物質の相互作用は、量子情報科学4のための新しい道を開きました。別にPhCをキャビティから、プラズモニックナノ共振器はまた、有望な見込み客5、6、7を示しています。しかし、ファイバベースの通信ネットワークにこのような空洞をインターフェースすることは課題です。 近年では、光ナノファイバーとして知られているサブ波長直径テーパシングルモード光ファイバは、有望なナノフォトニックデバイスとして浮上しています。強いのためにナノファイバーガイド付きフィールドと周囲の媒体と相互作用する能力の横方向の閉じ込めは、ナノファイバーは広く適応し、様々なナノフォトニック用途8に向けて研究されています。それとは別に、それはまた、強力に調査した光の量子操作を実施し、9問題です。ナノファイバー導波モードへのような量子発光体、単一/少数のレーザー冷却原子および単一量子ドットからの発光の効率的な結合を検討し、10、11、12、13、14、15に示されています。ナノファイバーの光-物質相互作用は有意にナノファイバー16、17にPhCをキャビティ構造を実装することによって改善することができます。 sのための重要な利点UCHシステムは、容易に、通信ネットワークに統合することができ、ファイバ・イン・ライン技術です。テーパナノファイバーを通じて99.95％の光透過率は18実証されています。しかし、ナノファイバー伝送は、ほこりや汚れに非常に敏感です。従って、従来の微細加工技術を用いてナノ繊維にPhCを構造体の製造は非常に実りありません。集束イオンビーム（FIB）ミリングを用いたナノファイバーの空洞製作は19、20、実証されているが、光学品質および再現性は、高くありません。 このビデオプロトコルでは、フェムト秒レーザーアブレーションを用いたナノファイバーのPhCを空洞を製造する最近実証21,22技術を提示します。捏造は、ナノファイバーとIRRADにフェムト秒レーザーの二光束干渉パターンを作成することにより行われます単一のフェムト秒レーザーパルスをiating。ナノファイバのレンズ効果は、ナノファイバーの影の表面にアブレーションクレーターを作成する、このような技術の実現可能性に重要な役割を果たしています。代表的なサンプルについて、350nmの周期で徐々に50から変化する直径を有する周期的なナノクレーター - 550 NM - 1mmの長さにわたって250 nmの450の周りに直径ナノファイバー上に製造されます。ナノファイバー上のような定期的なナノクレーターは、1-D PhCをとして機能します。また、ナノファイバーにアポダイズと欠陥によって誘発されるPhCをキャビティを製造するためにナノクレーター配列のプロファイルを制御するための方法を提示します。 高い光学的品質を維持することができるように、そのようなナノファブリケーションの重要な態様は、すべての光造形です。さらに、製造は、機械的不安定性および他の製造欠陥に技術の免疫を行う、ただ1つのフェムト秒レーザーパルスを照射することによって行われます。また、これはPhCをナノの社内生産を可能に汚染の可能性を最小限に抑えることができるように、ファイバ共振器。このプロトコルは、他の人は微細加工技術のこの新しいタイプを実装し、適応させるためのものです。 図1aは、製造のセットアップの概略図を示します。製造セットアップ及びアライメント手順の詳細については、21、22に記載されています。 400 nmの中心波長、120フェムト秒のパルス幅を有するフェムト秒レーザは、位相マスク上に入射します。位相マスクは、0と±1次までにフェムト秒レーザービームを分割します。ビームブロックは0次光を遮断するために使用されます。折りたたみミラーは対称的に干渉パターンを作成するために、ナノファイバーの位置で±1オーダーを再結合します。位相マスクのピッチは700nmであるので、干渉縞は、350nmのピッチ（ΛG）を有しています。シリンドリカルレンズは、ナノファイバーに沿ってフェムト秒レーザー光の焦点を合わせます。両端のビームサイズ（Y軸）及び（Z軸）に沿ったナノ繊維は、それぞれ60μmで5.6 mmです。テーパ状繊維は、繊維を延伸するための圧電アクチュエータ（PZT）を備えたホルダーに取り付けられています。ガラス板とトップカバーは、埃からナノファイバーを保護するために使用されます。先細のファイバとホルダーは、翻訳（XYZ）と回転（θ）のステージを備えた製造ベンチに固定されています。 θステージは、YZ面におけるナノファイバーサンプルの回転を可能にします。 XステージもXY-とXZ平面に沿って傾斜角を制御することができます。 CCDカメラは、ナノ繊維から20cmの距離で、およびナノファイバーの位置を監視するためのXY平面内で45°の角度で配置されています。全ての実験は、無塵の条件を達成するためにHEPA（高効率粒子拘束）フィルターを備えたクリーンブース内で実行されています。無塵の条件は、ナノファイバーの透過性を維持することが不可欠です。 図1（b）は光学測定の概略を示しています。テーパファイバにファイバ結合光源と高分解能スペクトルアナライザを使用して送信し、反射光のスペクトルを測定する： - 製造中、光学的性質を簡単ブロードバンド（900から700nmの波長範囲）を起動することによって監視されます。波長可変CWレーザ光源を適切にキャビティモードを解決するために絶対空洞伝達を測定するために使用されます。 私たちは、製造および特徴付けのためのプロトコルを提示します。プロトコルセクションは、3つのサブセクション、作製した試料のナノファイバーの準備、フェムト秒レーザーの製造および特性評価に分かれています。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="828">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:309px;">Femtosecond Laser</td>
			<td style="width:219px;">Coherent Inc.</td>
			<td style="width:236px;">Libra HE</td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phase Mask</td>
			<td>Ibsen Photonics</td>
			<td>Custom Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optial Nanofiber Manufacturing Equipment&#160;&#160;</td>
			<td>Ishihara Sangyo</td>
			<td>ONME</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ADC Card</td>
			<td>PicoTech</td>
			<td>ADC-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Single mode fiber</td>
			<td>Fujikura</td>
			<td>FutureGuide-SM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Broadband source</td>
			<td>NKT Photonics</td>
			<td>SuperK EXTREME</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CW Tunable Laser</td>
			<td>Coherent Inc.</td>
			<td>MBR-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spectrum analyser (Transmission spectrum)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Nicolet 8700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spectrum analyser (Reflection spectrum)</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>QE65000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CCD Camera</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DCC1545M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Power Meter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>D3MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pt-Coater</td>
			<td>Vacuum Device Inc.</td>
			<td>MSP-1S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>VE-9800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UV Curable Epoxy</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>AT8105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Photodiode</td>
			<td>ThorLabs</td>
			<td>PDA 36A-EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Clean room wipe</td>
			<td>TExWipe</td>
			<td>TX-404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fiber coating stripper</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>Fiber nippers 250 &#956;m&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cover glass</td>
			<td>Matsunami Glass IND,LTD</td>
			<td>NEO micro cover glass 0.12-0.17 mm&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PZT</td>
			<td>NOLIAC</td>
			<td>NAC 2011-H20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cylindrical lens stage</td>
			<td>NewPort</td>
			<td>M-481-A&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Y,Z stages</td>
			<td>Chuo Precision Industrial Co., LTD.</td>
			<td>LD-149-C7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rotation stage</td>
			<td>SIGMA KOKI</td>
			<td>KSPB-1026MH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Z-stage(1), Z-stage(2)</td>
			<td>NewPort</td>
			<td>M-460P&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fiber coating stripper</td>
			<td>NTT-AT</td>
			<td>Fiber nippers 250 &#956;m&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of 1-d photonic crystal cavity on a nanofiber using femtosecond laser-induced ablation

我々は、フェムト秒レーザー誘起アブレーションを使用して、サブ波長直径テーパ光ファイバ、光ナノファイバー、上の1次元フォトニック結晶（PhCを）空洞を製造するためのプロトコルを提示します。我々は、周期的なナノクレータの数千がただ1つのフェムト秒レーザーパルスを照射して、光ナノファイバー上に作製されることを示しています。代表的なサンプルについて、350nmの周期で徐々に50から変化する直径を有する周期的なナノクレーター - 550 NM - 1mmの長さにわたって250 nmの450の周りに直径ナノファイバー上に製造されます。このようなナノファブリケーションの重要な側面は、ナノファイバー自体は、シリンドリカルレンズとして機能し、その影の表面にフェムト秒レーザー光の焦点を合わせることです。また、シングルショット製作は機械的不安定性および他の製造欠陥にそれが免疫になります。ナノファイバー上のような定期的なナノクレーターは、1-D PhCをとして作用し、阻止域のうち、高い透過率を維持しながら、強力な、ブロードバンド反射を有効にします。また、ナノファイバーにアポダイズと欠陥によって誘発されるPhCをキャビティを製造するためにナノクレーター配列のプロファイルを制御するための方法を提示します。フィールドの強い閉じ込め、横方向と縦方向の両方は、ナノファイバーベースのPhCをキャビティおよびファイバネットワークへの効率的な統合で、ナノフォトニックアプリケーションや量子情報科学の新たな可能性を開くことができます。

図2は、作製ナノファイバー試料の代表的な部分のSEM画像を示します。これは、周期的なナノクレーターが干渉パターンに十分に対応する350nmの周期で、ナノファイバーのシャドウ側に形成されていることを示しています。挿入図は試料の拡大図を示します。ナノクレーターの形状はほぼ円形であり、典型的なナノクレーターの直径は約210 nmです。 <p cl...

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Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

我々は、フェムト秒レーザー誘起アブレーションを使用して、サブ波長直径のシリカファイバ（光ナノファイバー）の1-Dフォトニック結晶空洞を製造するためのプロトコルを提示します。

フェムト秒レーザー誘起アブレーションを用いたナノファイバー上の1次元フォトニック結晶共振器の作製

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

fabrication-1-d-photonic-crystal-cavity-on-nanofiber-using

Research

JoVE Journal

Engineering

9.7K ビュー.  University of Electro-Communications. 我々は、フェムト秒レーザー誘起アブレーションを使用して、サブ波長直径のシリカファイバ（光ナノファイバー）の1-Dフォトニック結晶空洞を製造するためのプロトコルを提示します。 

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Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

フォトニック結晶スローライト導波路とキャビティの作製と評価

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

工学

Measurement of Coherence Decay in GaMnAs Using Femtosecond Four-wave Mixing

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, spin-flip scattering) is described, using experiments on GaMnAs as a prototype III-Mn-V system.&#160; Spectrally-resolved and time-resolved experimental configurations are described, including the use of zero-background autocorrelation techniques for pulse optimization.&#160; The etching process used to prepare GaMnAs samples for four-wave mixing experiments is also highlighted.&#160; The high temporal resolution of this technique, afforded by the use of short (20 fsec) optical pulses, permits the rapid spin-flip scattering process in this system to be studied directly in the time domain, providing new insight into the strong exchange coupling responsible for carrier-mediated ferromagnetism.&#160; We also show that spectral resolution of the four-wave mixing signal allows one to extract clear signatures of (s,p)-d hybridization in this system, unlike linear spectroscopy techniques.&#160;&#160; This increased sensitivity is due to the nonlinearity of the technique, which suppresses defect-related contributions to the optical response. This method may be used to measure the time scale for coherence decay (tied to the fastest scattering processes) in a wide variety of semiconductor systems of interest for next generation electronics and optoelectronics.

The technique of femtosecond four-wave mixing is described, including spectrally-resolved and time-resolved configurations. We illustrate the utility of this technique for the investigation of crucial physical properties in the III-V diluted magnetic semiconductors, afforded by its nonlinearity and high temporal resolution.

フェムト秒四光波混合を用いてのGaMnAsコヒーレンス崩壊の測定

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). In this article we will describe the methods for constructing and characterizing macroscopic disordered photonic structures using microwaves. The microwave regime offers the most convenient experimental sample size to build and test PBG media. Easily manipulated dielectric lattice components extend flexibility in building various 2D structures on top of pre-printed plastic templates. Once built, the structures could be quickly modified with point and line defects to make freeform waveguides and filters. Testing is done using a widely available Vector Network Analyzer and pairs of microwave horn antennas. Due to the scale invariance property of electromagnetic fields, the results we obtained in the microwave region can be directly applied to infrared and optical regions. Our approach is simple but delivers exciting new insight into the nature of light and disordered matter interaction.

Our representative results include the first experimental demonstration of the existence of a complete and isotropic PBG in a two-dimensional (2D) hyperuniform disordered dielectric structure. Additionally we demonstrate experimentally the ability of this novel photonic structure to guide electromagnetic waves (EM) through freeform waveguides of arbitrary shape.

Disordered structures offer new mechanisms for forming photonic bandgaps and unprecedented freedom in functional-defect designs. To circumvent the computational challenges of disordered systems, we construct modular macroscopic samples of the new class of PBG materials and use microwaves to characterize their scale-invariant photonic properties, in an easy and inexpensive manner.

乱れたフォトニックバンドギャップ材料のフォトニック特性を研究するためにマイクロ波誘電体固体の巨視的サンプルの使用

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics industry. In this technique the chip and/or the substrate is bumped and the two are bonded via these conductive bumps. Many bumping techniques have been developed and intensively investigated since the introduction of the FC technology in 19601 such as stencil printing, stud bumping, evaporation and electroless/electroplating2. Despite the progress that these methods have made they all suffer from one or more than one drawbacks that need to be addressed such as cost, complex processing steps, high processing temperatures, manufacturing time and most importantly the lack of flexibility. In this paper, we demonstrate a simple and cost-effective laser-based bump forming technique known as Laser-induced Forward Transfer (LIFT)3. Using the LIFT technique a wide range of bump materials can be printed in a single-step with great flexibility, high speed and accuracy at RT. In addition, LIFT enables the bumping and bonding down to chip-scale, which is critical for fabricating ultra-miniature circuitry.

We demonstrate the use of the Laser-induced Forward Transfer (LIFT) technique for flip-chip assembly of optoelectronic components. This approach provides a simple, cost-effective, low-temperature, fast and flexible solution for fine-pitch bumping and bonding on chip-scale for achieving high-density circuits for optoelectronic applications.

シングルダイのフリップチップ実装用のレーザー誘起フォワード転送

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Laser-induced Forward Transfer of Ag Nanopaste

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of these processes such as inkjet3 and laser-induced forward transfer (LIFT)4 have become increasingly popular as interest in printable electronics and maskless patterning has grown. These additive manufacturing processes are inexpensive, environmentally friendly, and well suited for rapid prototyping, when compared to more traditional semiconductor processing techniques. While most direct-write processes are confined to two-dimensional structures and cannot handle materials with high viscosity (particularly inkjet), LIFT can transcend both constraints if performed properly. Congruent transfer of three dimensional pixels (called voxels), also referred to as laser decal transfer (LDT)5-9, has recently been demonstrated with the LIFT technique using highly viscous Ag nanopastes to fabricate freestanding interconnects, complex voxel shapes, and high-aspect-ratio structures. In this paper, we demonstrate a simple yet versatile process for fabricating a variety of micro- and macroscale Ag structures. Structures include simple shapes for patterning electrical contacts, bridging and cantilever structures, high-aspect-ratio structures, and single-shot, large area transfers using a commercial digital micromirror device (DMD) chip.

We demonstrate the use of the Laser-induced forward transfer technique (LIFT) for the printing of high-viscosity Ag paste. This technique offers a simple, low temperature, robust process for non-lithographically printing microscale 2D and 3D structures.

銀ナノペーストのレーザー誘起フォワード転送

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of ...

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). Resonant excitation without fluorescence detection &#8211; for example, a differential transmission measurement &#8211; can determine some properties of the emitting system, but does not allow applications or measurements based on the emitted photons. For example, the measurement of photon correlations, observation of the Mollow triplet, and realization of single photon sources all require collection of the fluorescence. Incoherent excitation with fluorescence detection &#8211; for example, above band-gap excitation &#8211; can be used to create single photon sources, but the disturbance of the environment due to the excitation reduces the indistinguishability of the photons. Single photon sources based on QDs will have to be resonantly excited to have high photon indistinguishability, and simultaneous collection of the photons will be necessary to make use of them. We demonstrate a method to resonantly excite a single QD embedded in a planar cavity by coupling the excitation beam into this cavity from the cleaved face of the sample while collecting the fluorescence along the sample&#39;s surface normal direction. By carefully matching the excitation beam to the waveguide mode of the cavity, the excitation light can couple into the cavity and interact with the QD. The scattered photons can couple to the Fabry-Perot mode of the cavity and escape in the surface normal direction. This method allows complete freedom in the detection polarization, but the excitation polarization is restricted by the propagation direction of the excitation beam. The fluorescence from the wetting layer provides a guide to align the collection path with respect to the excitation beam. The orthogonality of the excitation and detection modes enables resonant excitation of a single QD with negligible laser scattering background.

Resonant excitation of a single self-assembled quantum dot can be achieved using an excitation mode orthogonal to the fluorescence collection mode. We demonstrate a method using the waveguide and Fabry-Perot modes of a planar microcavity surrounding the quantum dots. The method allows complete freedom in the detection polarization.

直交の励起と検出を用いた平面キャビティ内 InGaAs 量子ドットの共鳴蛍光

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

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.

大面積垂直 2次元結晶ヘテロ構造デバイス作製のための遷移金属薄膜の硫化からの準備

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

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on high-density data storage and low-power consumption capabilities. However, the high-quality oxide based nonvolatile memory on flexible substrates is often constrained by the material characteristics and the inevitable high-temperature fabrication process. In this paper, a protocol is proposed to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica. The versatile deposition technique and measurement method enable the fabrication of flexible yet single-crystalline non-volatile memory elements necessary for the next generation of smart devices.

In this paper, we present a protocol to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica.

作製と Van Der waals 力ヘテロエピタキシーに基づくフレキシブル強誘電性要素の測定法

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

横 NIPIN フォト トランジスタを用いた柔軟な画像センサーの作製

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

磁気渦の研究伝達顕微鏡検査の技術を使用してシリコン窒化膜の磁性ナノ構造の作製

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...