Name: demonstration of equal-intensity beam generation by dielectric metasurfaces
Uploaded: 2019-06-07T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Demonstration of Equal-Intensity Beam Generation by Dielectric Metasurfaces at JoVE.com

Dette arbejde støttes finansielt af National Research Foundation tilskud (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) finansieret af Ministeriet for videnskab og IKT (MSIT), Republikken Korea.

1. fremstilling af dielektrisk metasurface
<ol><li>Forrensning af et smeltet silica-substrat
	<ol>
<li>Forbered en dobbelt side poleret, smeltet silica substrat (længde: 2 cm; bredde: 2 cm; tykkelse: 500 μm).</li>
		<li>Sænk det smeltet silica-substrat i 50 ml acetone, og Udfør sonikering-processen i 5 minutter ved 40 kHz.</li>
		<li>Sænk substratet i 50 mL 2-propanol (IPA) og gennemføre sonikering proces for 5 min ved 40 kHz.</li>
		<li>Skyl substratet med IPA-og blæse nitrogen (N2)-...

<ol>
	<li>Khorasaninejad, 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=Metalenses+at+visible+wavelengths:+Diffraction-limited+focusing+and+subwavelength+resolution+imaging.">Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging.</a> Science. 352 (6290), 1190-1194 (2016).</li><li>Chen, W. 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=A+broadband+achromatic+metalens+for+focusing+and+imaging+in+the+visible.">A broadband achromatic metalens for focusing and imaging in the visible.</a> Nature Nanotechnology. 13 (3), 220-226 (2018).</li><li>Zheng, G., 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=Metasurface+holograms+reaching+80%+efficiency.">Metasurface holograms reaching 80% efficiency.</a> Nature Nanotechnology. 10 (4), 308-312 (2015).</li><li>Devlin, R. C., Khorasaninejad, M., Chen, W. T., Oh, J., 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=Broadband+high-efficiency+dielectric+metasurfaces+for+the+visible+spectrum.">Broadband high-efficiency dielectric metasurfaces for the visible spectrum.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (38), 10473-10478 (2016).</li><li>Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pragmatic+Metasurface+Hologram+at+Visible+Wavelength:+The+Balance+between+Diffraction+Efficiency+and+Fabrication+Compatibility.">Pragmatic Metasurface Hologram at Visible Wavelength: The Balance between Diffraction Efficiency and Fabrication Compatibility.</a> ACS Photonics. 5 (5), 1643-1647 (2018).</li><li>Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Crypto-Display"+in+Dual-Mode+Metasurfaces+by+Simultaneous+Control+of+Phase+and+Spectral+Responses.">"Crypto-Display" in Dual-Mode Metasurfaces by Simultaneous Control of Phase and Spectral Responses.</a> ACS Nano. 12 (7), 6421-6428 (2018).</li><li>Ni, X., Wong, Z. J., Mrejen, M., Wang, Y., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultrathin+invisibility+skin+cloak+for+visible+light.">An ultrathin invisibility skin cloak for visible light.</a> Science. 349 (6254), 1310-1314 (2015).</li><li>Khorasaninejad, M., Crozier, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+nanofin+grating+as+a+miniature+chirality-distinguishing+beam-splitter.">Silicon nanofin grating as a miniature chirality-distinguishing beam-splitter.</a> Nature Communications. 5, 5386 (2014).</li><li>Zhang, D., 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=Nanoscale+beam+splitters+based+on+gradient+metasurfaces.">Nanoscale beam splitters based on gradient metasurfaces.</a> Optics Letters. 43 (2), 267 (2018).</li><li>Yoon, G., Lee, D., Nam, K. T., Rho, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometric+metasurface+enabling+polarization+independent+beam+splitting.">Geometric metasurface enabling polarization independent beam splitting.</a> Scientific Reports. 8 (1), 9468 (2018).</li><li>Goodman, J. 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> Introduction to Fourier Optics. , (2005).</li><li>Gerchberg, R. W., Saxton, W. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+algorithm+for+the+determination+of+the+phase+from+image+and+diffraction+plane+pictures.">A practical algorithm for the determination of the phase from image and diffraction plane pictures.</a> Optik. 35 (2), 237-246 (1972).</li><li>Yoon, G., Kim, I., Rho, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+fabrication+towards+realization+of+practical+metamaterials.">Challenges in fabrication towards realization of practical metamaterials.</a> Microelectronic Engineering. 163, 7-20 (2016).</li><li>Zhou, Z., 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=Efficient+Silicon+Metasurfaces+for+Visible+Light.">Efficient Silicon Metasurfaces for Visible Light.</a> ACS Photonics. 4 (3), 544-551 (2017).</li><li>Dammann, H., G&#246;rtler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-efficiency+in-line+multiple+imaging+by+means+of+multiple+phase+holograms.">High-efficiency in-line multiple imaging by means of multiple phase holograms.</a> Optics Communications. 3 (5), 312-315 (1971).</li></ol>

Nogle fabrikations trin bør gennemføres omhyggeligt, at generere en meta Face, der er den samme som det oprindelige design. I den modstående udviklingsproces foretrækkes en lavtemperatur løsning normalt. Standardtilstanden er stuetemperatur, men reaktionshastigheden kan bremses ved at nedsætte opløsningens temperatur til 0 °C. Selv om den tilsvarende reaktionstid bliver længere, kan der opnås et finere mønster end med standardbetingelser. Reaktionstiden kontrol er også let på grund af den lave reaktionshasti...

Metasurfaces bestående af to-dimensionelle subbølge længde antennesystemer har vist mange lovende optiske funktionaliteter, såsom akromatiske linser1,2, hologrammer3,4,5 ,6og optiske kapper7. Konventionelle voluminøse optiske komponenter kan udskiftes med ultratynde metasurfaces, samtidig med at de oprindelige funktionaliteter bevares. For eksempel er en stråle splitter en optisk enhed, der bruges til at adskille en hændelses stråle i to bjælker. Typiske stråle splittere er lavet ved at kombinere to trekantede prismer. Da deres interface egenskaber bestemme strålen opdeling egenskaber, er det svært at reducere den fysiske størrelse uden funktionel nedbrydning. På den anden side, ultratynde stråle splittere kan realiseres med metasurfaces kodet med en endimensional lineær fase gradient8,9. Tykkelsen af metasurfaces er mindre end deres arbejds bølgelængder, og separations egenskaber kan styres af fasefordelingen.
Vi designede en metasurface Beam splitter, som kan generere lige-intensitets stråler uanset hændelsen polariserings tilstande10. Denne egenskab kommer fra et Fourier hologram. På grund af billedet af to hvide pletter på en sort baggrund, genereret hologram fra metasurface er den samme som det kodede billede. Fourier hologrammet har ikke en specifik brændvidde, så det kodede billede kan observeres i hele rummet bag metasurface11. Hvis det samme to-spot billede genereres bag metasurface, fungerer det også som en stråle splitter. Fourier hologram af metasurface skaber et inverteret billede, som kaldes et Twin billede, med hensyn til de ortogonale polariserings tilstande. Twin billedet betragtes typisk som støj. Men det to-spot billede kodet i denne metasurface er Origin-symmetrisk, hvilket resulterer i en perfekt overlapning af de oprindelige og Twin billeder. Da enhver polariserings stat kan repræsenteres ved en lineær kombination af højrehåndet (RCP) og venstrehåndet (LCP) cirkulære polariseringer, viser den her beskrevne enhed den polariserings uafhængige funktionalitet.
Her præsenterer vi en protokol for fabrikation og optisk karakterisering af dielektriske metasurfaces muliggør lige-intensitet stråle generation. Den fase fordeling af denne enhed er hentet fra Gerchberg-Saxton (GS) algoritme, som generelt anvendes til fase-kun hologrammer12. a-Si: H af 300 Nm tyk er deponeret på smeltet silica substrat, ved hjælp af PECVD. En CR Mask er defineret på a-Si: H film, ved hjælp af EBL. Maske mønsteret svarer til den fase fordeling, som er afledt af GS-algoritmen. ICP-RIE udnyttes til at etch a-Si: H-filmen langs CR-masken. Resten af CR masken fjernes ved at finalisere prøve fabrikation. Den optiske funktionalitet af den fabrikerede metasurface er karakteriseret ved hjælp af en tilpasset optisk setup. Når en laserstråle er hændelsen til metasurface, er den transmitterede stråle opdelt i tre dele, nemlig to diffracted bjælker og en Zeroth-ordre stråle. De diffracted bjælker afviger fra en udvidelse af hændelsesstråle stien, mens Zeroth-ordre strålen følger den. For at verificere funktionaliteten af denne enhed, målte vi stråle effekt, stråle profil og diffracted vinkel ved hjælp af henholdsvis en effektmåler, CCD og Protractor.
Alle fremstillingsprocesser og materialer, der anvendes, er optimeret til målet funktionalitet. For synlige arbejds frekvenser bør de enkelte antennestørrelser være et par hundrede nanometer, og selve materialet bør have et lavt optisk tab ved synlige bølgelængder. Kun få former for fabrikationsmetoder er gældende, når der defineres sådanne små strukturer. Typisk fotolitografi, samt direkte laser skrivning, er ude af stand til fabrikation på grund af diffraktion grænse. Fokuseret ionstråle fræsning kan anvendes, men der er kritiske spørgsmål om gallium forurening, mønster design afhængighed, og den langsomme proceshastighed. Praktisk, EBL er den eneste måde at lette fremstilling af metasurfaces arbejder på synlige frekvenser13.
Dielektrika foretrækkes normalt på grund af det uundgåelige ohmiske tab af metaller. Det optiske tab af a-Si: H er lav nok til vores formål. Selv om det optiske tab af a-Si: h er ikke så lavt som lavt tabs-dielektrika såsom titandioxid1,4 og krystallinsk silicium14, fremstilling af a-Si: h er meget enklere. Typisk fordampning og spruttende processer er ikke i stand til aflejring af en a-Si: H film. PECVD er normalt påkrævet. Under PECVD-processen er nogle hydrogenatomer fra SiH4 og H2 gasser fanget blandt silicium atomerne, hvilket resulterer i en a-Si: H-film. Der er to måder at definere a-Si: H mønstre. Den ene er aflejring af a-Si: H på en mønstrede photoresist, efterfulgt af elevatoren-off proces, og den anden er ved at definere en ætsning maske på a-Si: H film, efterfulgt af ætsning proces. Førstnævnte er velegnet til fordampning processer, men det er ikke let at deponere en-si: H film ved hjælp af fordampning. Derfor er sidstnævnte den optimale måde at lave en-si: H mønstre. CR bruges som det ætsning maske materiale på grund af sin høje ætsning selektivitet med silicium.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Plasma enhanced chemical vapor deposition</td>
			<td>BMR Technology</td>
			<td>HiDep-SC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electron beam lithography</td>
			<td>Elionix</td>
			<td>ELS-7800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam evaporation system</td>
			<td>Korea Vacuum Tech</td>
			<td>KVE-E4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inductively-coupled plasma reactive ion etching</td>
			<td>DMS</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Honda</td>
			<td>W-113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam resist</td>
			<td>MICROCHEM</td>
			<td>495 PMMA A2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resist developer</td>
			<td>MICROCHEM</td>
			<td>MIBK:IPA=1:3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conducting polymer</td>
			<td>Showa denko</td>
			<td>E-spacer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium etchant</td>
			<td>KMG</td>
			<td>CR-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>925402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>909502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium evaporation source</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td>EVMCR35D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collimated laser diode module</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CPS-635</td>
			<td>wavelength: 635 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ND:YAG laser</td>
			<td>GAM laser</td>
			<td>GAM-2000</td>
			<td>wavelength: 532 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>power meter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>S120VC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCD Camera</td>
			<td>INFINITY</td>
			<td>infinity2-2M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ND filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NCD-50C-4-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear polarizer</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LPVISA100-MP2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LB1676</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>ID25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circular polarizer</td>
			<td>Edmund optics</td>
			<td>88-096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sample holder</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>XYFM1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PECVD software</td>
			<td>BMR Technology</td>
			<td>HIDEP</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

demonstration of equal-intensity beam generation by dielectric metasurfaces

Der påvises en fabrikations-og karakteriserings protokol for en metasurface-stråle splitter, som muliggør lige-intensitets stråle generering. Hydrogeneret Amorfe silicium (a-Si: H) er deponeret på det smeltet silica substrat, ved hjælp af plasma-forstærket kemisk damp deposition (PECVD). Typisk Amorfe silicium deponeret ved fordampning forårsager alvorlige optiske tab, påvirker operationen ved synlige frekvenser. Hydrogen atomer inde i Amorfe silicium tynde film kan reducere de strukturelle defekter, forbedre optisk tab. Nanostrukturer af et par hundrede nanometer er nødvendige for driften af metasurfaces i de synlige frekvenser. Konventionel fotolitografi eller direkte laser skrivning er ikke muligt, når opdigte sådanne små strukturer, på grund af diffraktion grænse. Derfor anvendes elektronstråle litografi (EBL) til at definere en chrom (CR) maske på den tynde film. Under denne proces, den eksponerede modstå er udviklet ved en kold temperatur for at bremse den kemiske reaktion og gøre mønsteret kanter skarpere. Endelig er a-Si: H ætset langs masken, ved hjælp af indukt koblet plasma-reaktiv ion ætsning (ICP-RIE). Den påviste metode er ikke mulig for storstilet fabrikation på grund af den lave gennemløb af EBL, men den kan forbedres ved at kombinere den med nanoimprint litografi. Den fabrikerede enhed er karakteriseret ved en tilpasset optisk opsætning bestående af en laser, polarisator, linse, effektmåler, og opladning-koblede enhed (CCD). Ved at ændre laser bølgelængden og polariseringen måles diffraktions egenskaberne. De målte diffracted stråle kræfter er altid lige, uanset hændelsen polarisering, samt bølgelængde.

Måle resultaterne viser den polariserings uafhængige funktionalitet af den enhed, der præsenteres her (figur 1). Målte stråle kræfter af diffraktion ordrer af m = ± 1 er lige uanset hændelsen polariserings tilstand (dvs. RCP, LCP, og lineær polarisering). Da enhver vilkårlig polariserings tilstande kan nedbrydes af den lineære kombination af RCP og LCP, kan enhedens funktionalitet vedligeholdes, uanset polariserings tilstande. Diffraktions vinklen er 24 ° og 28,5 ° for bølgelæ...

Watch this Scientific Journal Video about Demonstration of Equal-Intensity Beam Generation by Dielectric Metasurfaces at JoVE.com

Demonstration of Equal-Intensity Beam Generation by Dielectric Metasurfaces

Demonstration af lige-Intensitets stråle generering ved dielektriske Metasurfaces

En protokol til fabrikation og optisk karakterisering af dielektriske metasurfaces præsenteres. Denne metode kan anvendes til fabrikation af ikke kun Beam Splitters, men også af generelle dielektriske metasurfaces, såsom linser, hologrammer, og optiske cloaks.

The fabrication and characterization protocol for a metasurface beam splitter, enabling equal-intensity beam generation, is demonstrated. Hydrogenated ...

Denne protokol giver en detaljeret fabrikation metode til at realisere højeffektive metaoverflader, et af de vigtigste spørgsmål i metasurface forskningsområde. Sammenlignet med andre metoder til at teste atomlaget deposition, denne teknik er en lav pris og hurtig fabrikation metode til at realisere højeffektive metasurfaces arbejder på synlige bølgelængder. Denne protokol kan anvendes til at fremstille generelle metaoverflader såsom linser, hologrammer og optiske ure blot ved at ændre mønsterkonfigurationen.Denne teknik kan give indsigt i silicium fotonik forskning område, som udnytter silicium mikro-og nanostrukturer. Substratet for metaoverfladen er smeltet silica. Forbered en ren dobbelt side poleret firkant smeltet silica to centimeter på en side.Tag underlaget for at indlæse i PECVD-systemet. Der i lastlåskammeret skal du placere underlaget på jig. Luk kammeret og forbered dig på at betjene systemet.I kontrolsoftwaren skal du konfigurere aflejringsprocessen ved at indstille temperatur, RF-effekt, gasstrømningshastigheder og procestryk. Efter aflejringen, som tager ca. 300 sekunder, skal prøven genoprettes. Tag prøven med deponeret hærdet amorf silicium til en spin coater.Prøven anbringes på spincoaterprøveholderen. Få derefter monteret et filter monteret fem millilitersprøjte indeholdende PMMA med 2% anusol. Prøven anbringes sammen med PMMA'en, før rotationen påbegyndes ved 2.000 omdr./min. i et minut.Når du er færdig, overføres prøven til en kogeplade. Bag prøven ved 180 grader Celsius i fem minutter. Dernæst skal du fjerne prøven for at køle den i et minut, før du fortsætter.Derefter returneres prøven til spincoateren. Brug en en milliliter pipette til at frigive en ledende polymeropløsning på dens overflade. Prøven belægges ved 2.000 omdr./min. i et minut.Når belægningen er færdig, udtages prøven til elektronstråle litografi. Få prøven fastgjort på jig til maskinen. Derefter sætte jig i maskinens kammer og fuldføre lastning proces.Gå videre til at arbejde med konsollen og forberede elektronstråle litografi system til proceduren. Når du har forberedt systemet, skal du arbejde ved den computer, der er tilsluttet konsollen. I dette system skal du bruge kommandolinjen til at konvertere en GDS-fil til en CEL-fil.Når filen konverteres, skal du angive job for at starte EBL-softwaren. Brug kommandolinjen til at kontrollere, at det ønskede mønster findes i en CEL-formatfil i den aktuelle mappe. Angiv job for at køre softwaren.Klik på menuen til ændring af chipstørrelse i softwaren. Vælg 600 mikrometer med 600 mikrometer. Vælg derefter 240.000 prikker.Gem ændringerne. Derefter afslutte denne skærm. Klik nu på menuen til oprettelse af mønsterdata.I kommandovinduet skal du indtaste PS for at indlæse mønsterets CEL-fil. Indtast I i kommandovinduet. Klik derefter på mønsteret for at forstørre billedet.Indtast nu ST0 i kommandovinduet for at indstille dosistiden til tre mikrosekunder. Indtast SP11 for at indstille udsætter banen til en normal tilstand. Opret en CCC-fil ved at angive pc og filnavn.Når du er færdig, skal du klikke på midten af mønsteret. Hvis du vil anvende udsætterbetingelserne, skal du angive CP i kommandovinduet og klikke på mønsteret. Angiv SV og et filnavn for at oprette en CON-fil.Afslut denne opskriftsdataoprettelsesmenu ved at indtaste Q.Move on for at klikke på eksponeringsmenuen. Indtast I og det valgte CON-filnavn. Indstil dosisværdien til 2.4.Tryk på flugtknappen for at fuldføre tidsplanen. Indtast derefter E, og klik på eksponeringsknappen for at starte eksponeringsprocessen. Når eksponeringsprocessen er afsluttet, skal du vende tilbage til EBL-konsollen.Slå isolationsknappen fra. Tryk på EX-knappen for at flytte scenen. Fjern derefter prøven fra kammeret.Dernæst forberede sig på at fjerne den ledende polymer. Dette gør ved at nedsænke prøven i 50 milliliter deioniseret vand i et minut. Derefter flyttes prøven til en 10 milliliteropløsning af methylisobutylketon og isopropylalkohol omgivet af is.Efter 12 minutter fjernes prøven, og den skylles med isopropylalkohol. Tør det med blæst nitrogen gas. Det næste skridt kræver en elektronstråle fordamper.Lad prøven være fastgjort på fordamperens holder og montere holderen inde i fordampningskammeret. Få nu krom til brug i fordamperen. Der forbered stykketypen krom i en grafitdigel til fordampning på prøveoverfladen.Læg digelen ind i kammeret. Dernæst arbejde med softwaren til elektronstrålefordamperen. Klik på kammerpumpeknappen for at skabe et vakuum i kammeret.Vælg krom i materialesektionen. Klik derefter på materialeknappen for at anvende markeringen. Klik på udløserknappen E-bjælke for at åbne kildelukkeren.Klik derefter på højspænding. Følg dette ved at klikke på kilde. Brug den opadgående pil til langsomt at øge stråleeffekten.Stop ved måldepositionshastigheden. Hvis du vil nulstille tykkelsesmåleren, skal du klikke på knappen nul. Klik på hovedlukkerknappen for at åbne lukkeren.Overvåg tykkelsesmåleren. Når måleren når 30 nanometer, skal du klikke på hovedlukkerknappen for at lukke lukkeren. Klik på E-strålelukker for at lukke kildelukkeren.Brug den nedadgående pil til langsomt at reducere stråleeffekten til nul. Klik én gang på nul efterfulgt af høj spænding. Lad kammeret køle af i 15 minutter, og klik derefter på udluftning.Tag prøven ud af kammeret og holderen. Dernæst tage det til en liftoff proces. Først nedsænkes det i 50 milliliter acetone i tre minutter.Følg dette ved sonikering i et minut ved 40 kilohertz. Prøven skylles i isopropylalkohol, og den tørres med nitrogengas. På dette tidspunkt er prøven klar til ætsning.Få termisk lim og sprede det på bagsiden af prøven, før du lægger prøven til ætsning systemets jig. Læg jig i ætsningssystemet. Ved computeren indstilles klorgassen og hydrogenbromidgasstrømningshastighederne, kildeeffekten og biasen, før den ætser i 100 sekunder.Efter ætsningen skal prøven aflæsses. Fjern den termiske lim med en støvfri afsklude. Prøven nedsænkes i 20 milliliter kromæchant i to minutter.Derefter overføres det til 50 milliliter deioniseret vand i et minut. Skyl prøven med deioniseret vand og fønt den tør med nitrogengas. Dette er en scanning elektron mikroskopi billede af toppen af metaoverfladen.Hver af cellerne har en base, der er 150 nanometer med 80 nanometer. Cellehøjden er 300 nanometer. Yderligere oplysninger om cellerne er synlige i denne perspektivvisning.Et eksperiment, der måler stråleeffekten, når en 532 nanometerlaserstråle er hændelse på metaoverfladen, viser enhedens polariseringsafhængige funktionalitet. For højre cirkulært polariserede bjælker, lineært polariserede bjælker, og venstre cirkulært polariserede bjælker, magt på plus og minus en diffraktion ordrer er lige. Eksperimenter med en 635 nanometer laserstråle giver lignende resultater.Udviklingsmetoden er det vigtigste skridt, fordi vi præcist kan styre udviklingsprocessen på grund af langsom reaktionshastighed. De fleste fejl opstår under tørretrin. Man skal huske på, at stærk blæser er bedre end svag blæser i almindelighed.Denne procedure kan anvendes på ikke kun generelle dielektriske metasurfaces, men også silicium fotonik og mikro elektron mekaniske systemer. Generelt kan vi lave sarte nanostrukturer ved denne teknik, så det baner vejen for at håndtere, hvordan lys interagerer med nogle bølgelængdestrukturer. PMMA og udviklingsløsning damp er begge farlige, så de processer, der involverer dem skal udføres i røg emhætter.

Research

JoVE Journal

Engineering

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) Synchrotron Radiation

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

Molekylær Beam massespektrometri Med Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) synkrotronstråling

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy ...

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Fremstillingen af ​​elektrohydrodynamisk Bridges fra Polar Dielektriske Væsker

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

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

Artsdannelse og biotilgængelighed Målinger af Environmental Plutonium Brug Diffusion i 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 ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Fabrication Processen med silikone-baserede Dielektriske Elastomer aktuatorer

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Use of Sacrificial Nanoparticles to Remove the Effects of Shot-noise in Contact Holes Fabricated by E-beam Lithography

Anvendelse af offer Nanopartikler at fjerne virkningerne af Shot-støj i Kontakt Huller Bearbejdede af E-beam litografi

Nano-patterns fabricated with extreme ultraviolet (EUV) or electron-beam (E-beam) lithography exhibit unexpected variations in size. This variation has ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

Optisk Trap Loading af Dielektrisk mikropartikler i Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielectric RheoSANS ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielektriske RheoSANS - Samtidig Forespørgsel, Impedans, Rheology og Small Angle Neutron Scattering af væsker

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

Demonstration af en Hyperlens-integreret mikroskop og super-resolution Imaging

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Fabrikation af Schottky Dioder på Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure vokset med Plasma-assisteret molekylære Beam Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...

Preparing an Isotopically Pure 229Th Ion Beam for Studies of 229mTh

Preparing an Isotopically Pure 229Th Ion Beam for Studies of 229mTh

Klargøring af en isotopisk ren 229th ionstråle til studier af 229m

A methodology is described to generate an isotopically pure 229Th ion beam in the 2+ and 3+ charge states. This ion beam enables one to investigate the ...