Name: demonstration of equal-intensity beam generation by dielectric metasurfaces
Uploaded: 2019-06-07T12:30:00
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Ces travaux sont soutenus financièrement par des subventions de la Fondation nationale de la recherche (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A10376668) par le Ministère des sciences et des TIC (République de La République de La République de La République de La République de La République de La République de La R.-

1. Fabrication de la métasurface diélectrique
<ol><li>Prénettoyage d'un substrat de silice fusionné
	<ol>
<li>Préparer un substrat de silice poli à double face (longueur : 2 cm; largeur : 2 cm; épaisseur : 500 m).</li>
		<li>Immerger le substrat de silice fusionné dans 50 ml d'acétone et effectuer le processus de sonication pendant 5 min à 40 kHz.</li>
		<li>Immerger le substrat dans 50 ml de 2-propanol (IPA) et effectuer le processus de sonication pendant 5 min à 40 kHz.</li>
		<li>Rincer l...

<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>

Certaines étapes de fabrication doivent être effectuées avec soin, pour générer une métasurface qui est la même que la conception originale. Dans le processus de développement de résistance, une solution à basse température est généralement préférée. L'état standard est la température ambiante, mais la vitesse de réaction peut être ralentie en diminuant la température de la solution à 0 oC. Bien que le temps de réaction correspondant s'allonge, un modèle plus fin peut être obtenu qu'avec des cond...

Les métasurfaces composées de réseaux d'antennes sous-ondes bidimensionnelles ont démontré de nombreuses fonctionnalités optiques prometteuses, telles que les lentilles achromatiques1,2 ,hologrammes3,4,5 ,6, et les manteaux optiques7. Les composants optiques encombrants conventionnels peuvent être remplacés par des métasurfaces ultraminces tout en conservant les fonctionnalités d'origine. Par exemple, un séparateur de faisceau est un dispositif optique utilisé pour séparer un faisceau incident en deux faisceaux. Les séparateurs de faisceau typiques sont faits en combinant deux prismes triangulaires. Étant donné que leurs caractéristiques d'interface déterminent les propriétés de fractionnement du faisceau, il est difficile de réduire la taille physique sans dégradation fonctionnelle. D'autre part, les séparateurs de faisceau ultraminces peuvent être réalisés avec des métasurfaces codées avec un gradient linéaire unidimensionnel de phase8,9. L'épaisseur des métasurfaces est inférieure à leurs longueurs d'onde de travail, et les propriétés de séparation peuvent être contrôlées par la distribution de phase.
Nous avons conçu un séparateur de faisceau de métasurface qui peut générer des faisceaux d'intensité égale indépendamment des états de polarisation d'incident10. Cette caractéristique provient d'un hologramme Fourier. En raison de l'image de deux taches blanches sur un fond noir, l'hologramme généré à partir de la métasurface est le même que l'image codée. L'hologramme Fourier n'a pas de longueur focale spécifique, de sorte que l'image codée peut être observée dans tout l'espace derrière la métasurface11. Si la même image à deux points est générée derrière la métasurface, elle fonctionne également comme un séparateur de faisceau. L'hologramme fourier par la métasurface crée une image inversée, qui est appelée une image jumelle, en ce qui concerne les états de polarisation orthogonale. L'image jumelle est généralement considérée comme du bruit. Cependant, l'image à deux points codée dans cette métasurface est d'origine symétrique, résultant en un chevauchement parfait des images originales et jumelles. Étant donné que les états de polarisation peuvent être représentés par une combinaison linéaire de polarisations circulaires droitier (RCP) et gaucher (LCP), l'appareil décrit ici montre la fonctionnalité indépendante de polarisation.
Ici, nous présentons un protocole pour la fabrication et la caractérisation optique des métasurfaces diélectriques permettant la génération de faisceaus à intensité égale. La distribution en phase de cet appareil est récupérée à partir de l'algorithme Gerchberg-Saxton (GS), qui est généralement utilisé pour les hologrammes de phase seulement12. a-Si:H de 300 nm d'épaisseur est déposé sur le substrat de silice fusionné, à l'aide de PECVD. Un masque Cr est défini sur le film a-Si:H, à l'aide d'EBL. Le motif du masque correspond à la distribution de phase dérivée de l'algorithme GS. ICP-RIE est exploité pour écroquer le film a-Si:H le long du masque Cr. Le reste du masque Cr est enlevé par Cr etchant finalisant la fabrication de l'échantillon. La fonctionnalité optique de la métasurface fabriquée est caractérisée à l'aide d'une configuration optique personnalisée. Lorsqu'un faisceau laser est incident à la métasurface, le faisceau transmis est séparé en trois parties, à savoir deux faisceaux diffractés et un faisceau d'ordre zéro. Les faisceaux diffractés s'écartent d'une extension de la trajectoire du faisceau incident tandis que le faisceau de l'ordre zéro le suit. Pour vérifier la fonctionnalité de cet appareil, nous avons mesuré la puissance du faisceau, le profil du faisceau et l'angle diffracté à l'aide d'un compteur de puissance, ccD et protracteur, respectivement.
Tous les procédés de fabrication et les matériaux utilisés sont optimisés pour la fonctionnalité cible. Pour les fréquences de travail visibles, les tailles d'antennes individuelles devraient être de quelques centaines de nanomètres, et le matériau lui-même devrait avoir une faible perte optique à des longueurs d'onde visibles. Seuls quelques types de méthodes de fabrication sont applicables lors de la définition de ces petites structures. La photolithographie typique, ainsi que l'écriture laser directe, sont incapables de la fabrication en raison de la limite de diffraction. Le broyage focalisé de faisceau d'ion peut être employé, mais il y a des issues critiques de la contamination de gallium, de la dépendance de conception de modèle, et de la vitesse lente de processus. Pratiquement, EBL est le seul moyen de faciliter la fabrication de métasurfaces fonctionnant à des fréquences visibles13.
Dielectrics sont généralement préférés en raison de la perte ohmic inévitable de métaux. La perte optique de a-Si:H est assez faible pour notre but. Bien que la perte optique de a-Si:H n'est pas aussi faible que les diélectriques à faible perte tels que le dioxyde de titane1,4 et le silicium cristallin14, la fabrication d'un-Si:H est beaucoup plus simple. Les processus typiques d'évaporation et de pulvérisation ne sont pas capables de déposer un film a-Si:H. PECVD est généralement nécessaire. Pendant le processus PECVD, certains atomes d'hydrogène des gaz SiH4 et H2 sont piégés parmi les atomes de silicium, ce qui donne un film a-Si:H. Il y a deux façons de définir les modèles a-Si:H. L'un est la déposition d'un-Si:H sur un photoresist à motifs, suivie par le processus de décollage, et l'autre est en définissant un masque de gravure sur le film a-Si:H, suivie par le processus de gravure. Le premier est bien adapté aux processus d'évaporation, mais il n'est pas facile de déposer un film a-Si:H à l'aide de l'évaporation. Par conséquent, ce dernier est le moyen optimal de faire des modèles a-Si:H. Cr est utilisé comme matériau de masque de gravure en raison de sa sélectivité de gravure élevée avec du 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

Le protocole de fabrication et de caractérisation d'un séparateur de faisceau de métasurface, permettant la génération de faisceaus d'intensité égale, est démontré. Le silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) est déposé sur le substrat de silice fusionné, à l'aide d'un dépôt de vapeur chimique amélioré par plasma (PECVD). Le silicium amorphe typique déposé par évaporation provoque une perte optique grave, empiéchant le fonctionnement à des fréquences visibles. Les atomes d'hydrogène à l'intérieur du film mince en silicium amorphe peuvent réduire les défauts structurels, améliorant ainsi la perte optique. Des nanostructures de quelques centaines de nanomètres sont nécessaires pour le fonctionnement des métasurfaces dans les fréquences visibles. La photolithographie conventionnelle ou l'écriture laser directe n'est pas faisable lors de la fabrication de ces petites structures, en raison de la limite de diffraction. Par conséquent, la lithographie par faisceau d'électrons (EBL) est utilisée pour définir un masque de chrome (Cr) sur le film mince. Au cours de ce processus, la résistance exposée est développée à une température froide pour ralentir la réaction chimique et rendre les bords de modèle plus nettes. Enfin, a-Si:H est gravé le long du masque, à l'aide de gravures ioniques inductives couplées plasmarée (ICP-RIE). La méthode démontrée n'est pas faisable pour la fabrication à grande échelle en raison du faible débit de l'EBL, mais elle peut être améliorée en la combinant avec la lithographie nanoimprimée. L'appareil fabriqué est caractérisé par une configuration optique personnalisée composée d'un laser, polariseur, lentille, compteur de puissance, et dispositif couplé de charge (CCD). En modifiant la longueur d'onde laser et la polarisation, les propriétés de diffraction sont mesurées. Les puissances de faisceau diffracted mesurées sont toujours égales, indépendamment de la polarisation d'incident, aussi bien que la longueur d'onde.

Les résultats de la mesure montrent la fonctionnalité indépendante de polarisation de l'appareil présentée ici (figure 1). Les puissances de faisceau mesurées des ordres de diffraction de m à 1 sont égales indépendamment de l'état de polarisation incident (c.-à-d., RCP, LCP, et polarisation linéaire). Étant donné que les états de polarisation arbitraire peuvent être décomposés par la combinaison linéaire de RCP et LCP, la fonctionnalité de l'appareil peut être maintenue,...

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Demonstration of Equal-Intensity Beam Generation by Dielectric Metasurfaces

Démonstration de la génération de faisceaus à intensité égale par Dielectric Metasurfaces

Un protocole pour la fabrication et la caractérisation optique des métasurfaces diélectriques est présenté. Cette méthode peut être appliquée à la fabrication non seulement de séparateurs de faisceau, mais aussi de métasurfaces diélectriques générales, telles que des lentilles, des hologrammes et des manteaux optiques.

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

Ce protocole fournit une méthode de fabrication détaillée pour réaliser des métasurfaces à haut rendement, l’un des problèmes les plus importants dans le domaine de la recherche sur les métasurfaces. Comparée à d’autres méthodes pour tester le dépôt de couche atomique, cette technique est une méthode de fabrication à faible coût et rapide pour réaliser des métasurfaces à haut rendement travaillant à des longueurs d’onde visibles. Ce protocole peut être appliqué pour fabriquer des métasurfaces générales telles que des lentilles, des hologrammes et des horloges optiques simplement en changeant la configuration du motif.Cette technique peut fournir un aperçu du domaine de recherche de la photonique de silicium qui utilise des micros et des nano structures de silicium. Le substrat de la métasurface est fondu en silice. Préparer une silice carrée polie à double face propre de deux centimètres sur un côté.Prenez le substrat pour charger dans le système PECVD. Là, dans la chambre de verrouillage de charge, placez le substrat sur le gabarit. Fermez la chambre et préparez-vous à faire fonctionner le système.Dans le logiciel de contrôle, configurez le processus de dépôt en définissant la température, la puissance RF, les débits de gaz et la pression du processus. Après le dépôt, qui prend environ 300 secondes, récupérer l’échantillon. Prenez l’échantillon avec du silicium amorphe hydrogéné déposé sur un revêtement de spin.Chargez l’échantillon sur le porte-échantillon du revêtement de spin. Ensuite, obtenez un filtre monté cinq millilitres seringue contenant PMMA avec 2% d’anusol. Enduire l’échantillon de pmma avant de commencer la rotation à 2000 RPM pendant une minute.Une fois terminé, transférer l’échantillon dans une plaque chaude. Cuire l’échantillon à 180 degrés Celsius pendant cinq minutes. Ensuite, retirez l’échantillon pour le refroidir pendant une minute avant de continuer.Retournez ensuite l’échantillon au revêtement de spin. Utilisez une pipette d’un millilitre pour libérer une solution de polymère conducteur à sa surface. Enduire l’échantillon à 2000 RPM pendant une minute.Lorsque le revêtement est terminé, prélez l’échantillon pour la lithographie par faisceau d’électrons. Faire fixer l’échantillon sur le gabarit de la machine. Ensuite, mettez le gabarit dans la chambre de la machine et terminez le processus de chargement.Passez au travail avec la console et préparez le système de lithographie du faisceau d’électrons pour la procédure. Après avoir préparé le système, travaillez à l’ordinateur connecté à la console. Dans ce système, utilisez la ligne de commande pour convertir un fichier GDS en fichier CEL.Lorsque le fichier est converti, entrez le travail pour démarrer le logiciel EBL. Utilisez la ligne de commande pour vérifier que le modèle désiré se trouve dans un fichier format CEL dans l’annuaire actuel. Entrez le travail pour exécuter le logiciel.Dans le logiciel, cliquez sur le menu de modification de la taille de la puce. Sélectionnez 600 micromètres par 600 micromètres. Ensuite, sélectionnez 240 000 points.Enregistrez les modifications. Ensuite, sortez de cet écran. Cliquez maintenant sur le menu de création de données de motifs.Dans la fenêtre de commande, entrez PS pour charger le fichier CEL du motif. Entrez I dans la fenêtre de commande. Cliquez ensuite sur le motif pour agrandir l’image.Maintenant, entrez ST0 dans la fenêtre de commande pour définir l’heure de dose à trois microsecondes. Entrez SP11 pour régler le pas d’exposition à un état normal. Créez un fichier CCC en entrant un PC et un nom de fichier.Une fois terminé, cliquez sur le centre du motif. Pour appliquer les conditions d’exposition, entrez CP dans la fenêtre de commande et cliquez sur le motif. Entrez SV et un nom de fichier pour créer un fichier CON.Quittez ce menu de création de données de modèle en entrant Q.Move pour cliquer sur le menu d’exposition. Entrez I et le nom de fichier CON choisi. Réglez la valeur de la dose à 2,4.Appuyez sur le bouton d’évacuation pour compléter l’horaire. Entrez ensuite E et cliquez sur le bouton d’exposition pour démarrer le processus d’exposition. Lorsque le processus d’exposition se termine, retournez sur la console EBL.Éteignez le bouton d’isolement. Appuyez sur le bouton EX pour déplacer la scène. Déchargez ensuite l’échantillon de la chambre.Ensuite, préparez-vous à enlever le polymère conductrice. Faites ceci en immergeant l’échantillon dans 50 millilitres d’eau déionisée pendant une minute. Déplacez ensuite l’échantillon vers une solution de 10 millilitres de cétone d’isobutyl méthyle et d’alcool d’isopropyle entouré de glace.Après 12 minutes, retirer l’échantillon et le rincer à l’alcool d’isopropylique. Séchez-le avec du gaz azoté soufflé. L’étape suivante nécessite un évaporateur de faisceau d’électrons.Faire fixer l’échantillon sur le support de l’évaporateur et monter le support à l’intérieur de la chambre d’évaporation. Maintenant, obtenez le chrome pour une utilisation dans l’évaporateur. Préparer le chrome de type pièce dans un creuset de graphite pour l’évaporation sur la surface de l’échantillon.Chargez le creuset dans la chambre. Ensuite, travaillez avec le logiciel pour l’évaporateur de faisceau d’électrons. Cliquez sur le bouton de pompage de chambre pour créer un vide dans la chambre.Dans la section matériaux, sélectionnez chrome. Cliquez ensuite sur le bouton matériel pour appliquer la sélection. Cliquez sur le bouton d’obturateur e beam pour ouvrir l’obturateur source.Ensuite, cliquez sur haute tension. Suivez ceci en cliquant sur la source. Utilisez la flèche vers le haut pour augmenter lentement la puissance du faisceau.Arrêtez-vous au taux de dépôt cible. Pour réinitialiser la jauge d’épaisseur, cliquez sur le bouton zéro. Cliquez sur le bouton d’obturateur principal pour ouvrir cet obturateur.Surveillez la jauge d’épaisseur. Lorsque la jauge atteint 30 nanomètres, cliquez sur le bouton d’obturateur principal pour fermer l’obturateur. Cliquez sur l’obturateur de faisceau E pour fermer l’obturateur source.Utilisez la flèche vers le bas pour diminuer lentement la puissance du faisceau à zéro. Une fois à zéro, cliquez sur la source suivie d’une haute tension. Laissez refroidir la chambre pendant 15 minutes, puis cliquez sur l’évent.Retirez l’échantillon de la chambre et du support. Ensuite, prenez-le pour un processus de décollage. Tout d’abord, immerger dans 50 millilitres d’acétone pendant trois minutes.Suivez ceci par sonication pendant une minute à 40 kilohertz. Rincer l’échantillon à l’alcool d’isopropyle et le sécher avec du gaz azoté. À ce stade, l’échantillon est prêt pour la gravure.Obtenez de la colle thermique et étalez-la sur le dos de l’échantillon avant d’attacher l’échantillon au gabarit du système de gravure. Chargez le gabarit dans le système de gravure. À l’ordinateur, réglez les débits de gaz chloré gazeux et de gaz bromure d’hydrogène, la source d’énergie et le biais avant la gravure pendant 100 secondes.Après la gravure, décharger l’échantillon. À l’aide d’un lingette sans poussière, retirer la colle thermique. Plonger l’échantillon dans 20 millilitres d’etchant de chrome pendant deux minutes.Ensuite, transférez-le à 50 millilitres d’eau déionisée pendant une minute. Rincer l’échantillon à l’eau déionisée et le faire sécher avec du gaz azoté. Il s’agit d’une microscopie électronique à balayage du haut de la métasurface.Chacune des cellules a une base qui est de 150 nanomètres par 80 nanomètres. La hauteur de la cellule est de 300 nanomètres. Des détails supplémentaires des cellules sont visibles dans cette vue de perspective.Une expérience qui mesure la puissance du faisceau lorsqu’un faisceau laser de 532 nanomètres est incident sur la métasurface démontre la fonctionnalité indépendante de polarisation de l’appareil. Pour les poutres polarisées circulairement droites, les poutres polarisées linéairement et les poutres polarisées circulairement à gauche, la puissance aux ordres plus et moins un ordre de diffraction est égale. Les expériences avec un faisceau laser de 635 nanomètres donnent des résultats similaires.La méthode de développement est l’étape la plus importante parce que nous pouvons contrôler avec précision le processus de développement en raison de la vitesse de réaction lente. La plupart des défaillances se produisent pendant les étapes de séchage. Il faut garder à l’esprit que souffler fort est mieux que faible soufflage en général.Cette procédure peut être appliquée non seulement aux métasurfaces diélectriques générales, mais aussi à la photonique de silicium et aux systèmes mécaniques microélectriques. En général, nous pouvons faire des nano-structures délicates par cette technique afin qu’elle ouvre la voie à la façon dont la lumière interagit avec certaines structures de longueur d’onde. PmMA et la vapeur de solution de développement sont tous deux dangereux de sorte que les processus les impliquant doivent être effectués dans les hottes de fumée.

Research

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Engineering

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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

Piège optique Chargement de Dielectric Microparticules Dans 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

RheoSANS - Interrogation simultanée Dielectric d&#39;impédance, Rhéologie et petit angle de diffusion neutronique des fluides complexes

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

Démonstration d’un Microscope intégré Hyperlens et 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

Fabrication de Diodes Schottky sur Zn-polar BeMgZnO/ZnO hétérostructure passé épitaxie de faisceau moléculaire assistée par Plasma

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

Préparation d'un Isotopically Pure 229Th Ion Beam for Studies of 229mTh

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 ...