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

עבודה זו נתמכת כספית על ידי מענקי קרן המחקר הלאומי (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019R1A2C3003129, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) ממומן על ידי משרד המדע והתקשוב (MSIT), הרפובליקה של קוריאה.

1. הייצור של הפנים מתכת מדידות
<ol><li>ניקוי מקדים של מצע סיליקה מותך
	<ol>
<li>הכן מלוטש המצע סיליקה-צד (אורך: 2 ס"מ; רוחב: 2 ס"מ; עובי: 500 μm).</li>
		<li>לטבול את המצע סיליקה התמזגו 50 mL של אצטון ולנהל את תהליך sonication עבור 5 דקות ב 40 kHz.</li>
		<li>לטבול את המצע ב 50 mL של 2-propanol (IPA) ולנהל את תהליך sonication עבור 5 דקו...

<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>

כמה צעדי הייצור צריך להתבצע בזהירות, כדי ליצור מטאסורפנים שהוא זהה לעיצוב המקורי. בתהליך הפיתוח להתנגד, פתרון בטמפרטורות נמוכות מועדף בדרך כלל. התנאי הסטנדרטי הוא טמפרטורת החדר, אך ניתן להאט את מהירות התגובה על-ידי הפחתת טמפרטורת הפתרון ל-0 ° c. למרות שזמן התגובה המקביל הופך לארוך יותר, ניתן...

מטאסורפנים המורכב ממערכים בעלי שני מימדים של אנטנת משנה הפגינו מספר רב של פונקציות אופטיות מבטיחות, כגון עדשות אכרומטי1,2, הולוגרמות3,4,5 ,6, וגלימות אופטיות7. רכיבים אופטיים מגושם קונבנציונלי ניתן להחליף עם פרצופים מטאסליים באולטרסאונד תוך שמירה על הפונקציות המקוריות. לדוגמה, מפצל קרן הוא מכשיר אופטי המשמש להפרדת קרן אירוע לשתי קורות. מפצלי הקרן האופייני מורכב משילוב של שתי מנסרות משולשים. מאחר שמאפייני הממשק שלהם קובעים את מאפייני הקרן, קשה להקטין את הגודל הפיזי ללא השפלה פונקציונלית. מצד שני, ניתן להבין מפצלי קרן דק במיוחד עם פנים מטאסורדיות עם מעבר חד-מימדי לינארי מדרגה8,9. העובי של פאות מתכת הוא פחות מאורכי גל העבודה שלהם, ומאפייני הפרדה יכולים להיות נשלטים על ידי התפלגות הפאזה.
עיצבנו מפצל קרן מטאסארפנים שיכול ליצור קורות שוות עוצמה ללא קשר למקרה של האירוע הפולריזציה10. מאפיין זה מגיע מהולוגרמה פורייה. בשל הדימוי של שני כתמים לבנים על רקע שחור, הולוגרמה שנוצרה מפני הmetasurface זהה לתמונה המקודד. להולוגרמה פורייה אין אורך מוקד ספציפי, כך שניתן לצפות בדימוי המקודד במרחב כולו שמאחורי הפנים המטורבית11. אם אותה תמונה של שתי הדקות נוצרת מאחורי הפאה, היא פועלת גם כמפצל אלומות. ההולוגרמה פורייה על ידי מטאסורהפנים יוצרת דימוי הפוך, המכונה דמות תאומה, ביחס למדינות הפולריזציה האורתוגונאליות. התמונה התאומה נחשבת בדרך כלל לרעש. עם זאת, התמונה שתי הנקודה מקודד בפנים metasurface זה הוא מקור סימטרי, וכתוצאה מכך חפיפה מושלמת של תמונות המקורי והתאום. כיוון שכל מדינות פולריזציה יכולות להיות מיוצגות על-ידי שילוב ליניארי של הקיטוב הימני (RCP) והשמאל (LCP) מעגלי, המכשיר המתואר כאן מציג את הפונקציונליות העצמאית לפולריזציה.
כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור הייצור והאפיון האופטי של הפנים הדיאלקטרי מדידות המאפשרות דור שווה בעוצמה הקורה. התפלגות שלב של התקן זה מאוחזרים מאלגוריתם Gerchberg-סקטון (GS), אשר משמש בדרך כלל הולוגרמות פאזה בלבד12. a-Si: H של 300 ננומטר עבה מופקד על מצע סיליקה התמזגו, באמצעות הפקמין. מסיכת Cr מוגדרת בסרט a-Si: H באמצעות EBL. תבנית המסיכה מקבילה להתפלגות הפאזה הנגזרת מאלגוריתם GS. הרשת הקאמרי-RIE מנוצלת כדי לחרוט את הסרט a-Si: H לאורך מסכת Cr. שאר מסכת Cr מוסרת על-ידי השלמת בדיקת הדגימה. הפונקציונליות האופטית של הפאה metasurface מציא מאופיין באמצעות התקנה אופטית מותאמת אישית. כאשר קרן לייזר מהווה מקרה לפני הטאסוראל, הקרן המועברת מופרדת לשלושה חלקים, כלומר שתי קורות שפעלה וקרן אחת הסדר. קרני האור מסטות משלוחה של משעול הקורה בזמן שקורה השיגור האחר. כדי לאמת את הפונקציונליות של התקן זה, אנו מדדו את כוח הקרן, פרופיל קרן, ואת זווית הפצת באמצעות מד כוח, CCD, ו protractor, בהתאמה.
כל תהליכי הייצור והחומרים המשמשים לשימוש ממוטבים לפונקציונליות היעד. עבור תדרי עבודה גלויים, גדלי האנטנה הבודדים אמורים להיות כמה מאות ננו-מטרים, והחומר עצמו צריך להיות בעל אובדן אופטי נמוך באורכי גל גלויים. רק מספר סוגים של שיטות הייצור מתאימים בעת הגדרת מבנים קטנים כאלה. ליתוגרפיה טיפוסית, כמו גם כתיבת לייזר ישירה, אינם מסוגלים הייצור עקב מגבלת עקיפה. הטחינה ממוקדת קרן יון ניתן להשתמש, אבל יש בעיות קריטיות של זיהום גליום, התלות עיצוב דפוס, ואת מהירות התהליך איטי. למעשה, EBL היא הדרך היחידה להקל על הייצור של מטאסורפנים לעבוד בתדרים גלויים13.
דיאלקטרוניקה הם בדרך כלל העדיפו בשל אובדן בלתי נמנע של מתכות. ההפסד האופטי של a-Si: H מספיק נמוך למטרה שלנו. למרות אובדן אופטי של א-סי: H הוא לא נמוך כמו דיאלקטרים הרזיה נמוכה כגון טיטניום דו חמצני1,4 ו סיליקון גבישי14, הייצור של a-Si: H הוא הרבה יותר פשוט. התאיידות אופיינית ותהליכי התזה אינם מסוגלים לבצע הפקדת הסרט a-Si: H. בדרך כלל נדרש פקמין. במהלך תהליך הפקבי, כמה אטומי מימן מ-SiH4 ו-2 גזים לכודים בין אטומי הסיליקון, והתוצאה היא סרט a-Si: H. קיימות שתי דרכים להגדרת תבניות a-Si: H. אחד מהם הוא התצהיר של א-סי: H על photoresist בדוגמת מילוי, ואחריו תהליך ההמראה, והשני הוא על ידי הגדרת מסיכת תחריט על הסרט a-Si: H ולאחריה תהליך החריטה. הראשון הוא מתאים היטב לתהליך אידוי, אבל זה לא קל להפקיד a-Si: הסרט H באמצעות התאיידות. מכאן, האחרונה היא הדרך המיטבית לעשות א-סי: דפוסי. Cr משמשת כחומר מסכת החריטה בגלל מסלקטיביות הגבוהה עם הסיליקון.

<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

פרוטוקול הייצור והאפיון של מפצל קרן הפנים המאפשר שוויון בעוצמה שווה, מוצג. סיליקון אמורפי הידרונטי (a-Si: H) מופקד על מצע סיליקה התמזגו, באמצעות התצהיר של אדי כימית משופרת פלזמה (פקאנטי). סיליקון אופייני ואמורפיים הופקד על ידי אידוי גורם לאובדן אופטי חמור, מקשה על הפעולה בתדרים גלויים. אטומי מימן בתוך הסרט סיליקון האמורפיות יכול להפחית את פגמים מבניים, שיפור הפסד אופטי. ננו מבנים של כמה מאות ננומטרים נדרשים להפעלת מטאסורפנים בתדרים הגלויים. ליתוגרפיה קונבנציונאלי או כתיבת לייזר ישירה אינה אפשרית בעת בדיית מבנים קטנים כאלה, עקב מגבלת העקיפה. מכאן, ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים (EBL) מנוצל כדי להגדיר כרום (Cr) מסכה על הסרט הדק. במהלך תהליך זה, ההתנגדות החשופה מפותחת בטמפרטורה קרה כדי להאט את התגובה הכימית ולהפוך את הדפוסים לחדים יותר. לבסוף, a-Si: H נחרט לאורך המסכה, תוך שימוש בשילוב השראה של איכול פלזמה-הראקטיבית (הקאמרי-RIE). השיטה הפגינו אינה אפשרית לייצור בקנה מידה גדול בשל התפוקה הנמוכה של EBL, אבל זה יכול להיות שיפור על ידי שילוב זה עם ליתוגרפיה nanoimprint טבעה. המכשיר מפוברק מאופיין על ידי התקנה אופטית מותאמת אישית המורכבת של לייזר, מקטצר, עדשה, מד כוח, ו-מצמידים המכשיר (CCD). על ידי שינוי אורך הגל והקיטוב של לייזר, מאפייני העקיפה נמדדים. כוחות הקרן הנמדדים שווים תמיד, ללא קשר לתקרית הקיטוב, כמו גם לאורך הגל.

תוצאות המדידה מציגות את הפונקציונליות העצמאית לפולריזציה של ההתקן המוצג כאן (איור 1). מדוד סמכויות הקרן של הזמנות עקיפה של m = ± 1 שווים ללא קשר למצב הקיטוב האירוע (כלומר, RCP, LCP, ופולריזציה לינארית). מכיוון שכל מצבי קיטוב שרירותי יכולים להיות מפורקת על-ידי השילוב הליניארי של RCP ?...

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

הפגנה של יצירת קרן שוות-עוצמה על-ידי מטאספנים דיאלקטרי

פרוטוקול עבור הייצור והאפיון האופטי של פנים מטאסורמטטים מדידות מוצג. שיטה זו ניתן להחיל על הייצור של לא רק מפצלי הקורה, אלא גם של מטאסאורפנים כללי, כגון עדשות, הולוגרמות, וגלימות אופטיות.

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

פרוטוקול זה מספק שיטת ייצור מפורטת למימוש metasurfaces יעילות גבוהה, אחד הנושאים החשובים ביותר בתחום המחקר metasurface. בהשוואה לשיטות אחרות לבדיקת תצהיר שכבה אטומית, טכניקה זו היא עלות נמוכה ושיטת ייצור מהירה למימוש metasurfaces יעילות גבוהה עובד על אורכי גל גלויים. ניתן להחיל פרוטוקול זה על מטא-צורפיות כלליות כגון עדשות, הולוגרמות ושעונים אופטיים רק על-ידי שינוי תצורת התבנית.טכניקה זו יכולה לספק תובנה בתחום המחקר פוטוניקה סיליקון אשר מנצל מיקרו סיליקון ומבנים ננו. המצע של המטא-צורפייס מותך בסיליקה. הכינו סיליקה מרובעת מלוטשת דו-צדדית נקייה שני סנטימטרים בצד.קח את המצע כדי לטעון לתוך מערכת PECVD. שם בתא נעילת העומס, מקם את המצע על הג'יג. סגרו את התא והתכוננו להפעלת המערכת.בתוכנת הבקרה, הגדר את תהליך התצהיר על-ידי קביעת הטמפרטורה, כוח ה-RF, שיעורי זרימת הגז ולחץ התהליך. לאחר התצהיר, אשר לוקח בערך 300 שניות, לשחזר את המדגם. קח את הדגימה עם סיליקון אמורפי מוקשה מופקד לציפוי ספין.טען את הדגימה על מחזיק דגימת מעיל הספין. לאחר מכן, קבל מסנן רכוב מזרק חמישה מיליליטר המכיל PMMA עם 2%anusol. מעיל את המדגם עם PMMA לפני תחילת הסיבוב ב 2,000 סל"ד למשך דקה אחת.כאשר נעשה, להעביר את המדגם לצלחת חמה. אופים את הדגימה ב 180 מעלות צלזיוס במשך חמש דקות. לאחר מכן, להסיר את המדגם כדי לקרר אותו במשך דקה אחת לפני שתמשיך.ואז להחזיר את הדגימה לציפוי ספין. השתמש בפיגט מיליליטר אחד כדי לשחרר פתרון פולימר מנצח על פני השטח שלו. מצפים את הדגימה ב-2,000 סל"ד לדקה אחת.כאשר הציפוי הושלם, לקחת את הדגימה עבור ליתוגרפיה קרן אלקטרונים. תתקן את הדגימה בג'יג עבור המכונה. ואז לשים את jig בתא של המכונה ולהשלים את תהליך הטעינה.להמשיך לעבוד עם הקונסולה ולהכין את מערכת ליתוגרפיה קרן אלקטרונים עבור ההליך. לאחר הכנת המערכת, עבוד במחשב המחובר למסוף. במערכת זו, השתמש בשורת הפקודה כדי להמיר קובץ GDS לקובץ CEL.בעת המרת הקובץ, הזן משימה כדי להפעיל את תוכנת EBL. השתמש בשורת הפקודה כדי לבדוק שהתבנית הרצויה נמצאת בקובץ בתבנית CEL בספריה הנוכחית. הזן משימה כדי להפעיל את התוכנה.בתוכנה, לחץ על תפריט שינוי גודל השבב. בחר 600 מיקרומטר על 600 מיקרומטר. לאחר מכן, בחר 240,000 נקודות.שמור את השינויים. לאחר מכן צא ממסך זה. עכשיו לחץ על תפריט יצירת נתוני דפוס.בחלון הפקודה, הזן PS כדי לטעון את קובץ CEL של התבנית. הזן I בחלון הפקודה. לאחר מכן לחצו על דוגמת המילוי להגדלת התמונה.כעת הזן ST0 בחלון הפקודה כדי להגדיר את זמן המינון לשלושה מיקרו-שניות. הזן SP11 כדי להגדיר את גובה הצליל החושף למצב רגיל. צור קובץ CCC על-ידי הזנת מחשב ושם קובץ.כשתסיים, לחץ על מרכז התבנית. כדי להחיל את תנאי החשיפה, הזן CP בחלון הפקודה ולחץ על התבנית. הזן SV ושם קובץ כדי ליצור קובץ CON.צא מתפריט יצירת נתוני תבנית זה על-ידי הזנת Q.Move on כדי ללחוץ על תפריט החשיפה. הזן את אני ואת שם הקובץ CON שנבחר. הגדר את ערך המינון ל 2.4.לחץ על לחצן הבריחה כדי להשלים את לוח הזמנים. לאחר מכן הזן E ולחץ על לחצן החשיפה כדי להתחיל את תהליך החשיפה. כאשר תהליך החשיפה מסתיים, חזור למסוף EBL.כבה את לחצן הבידוד. לחץ על לחצן EX כדי להזיז את הבמה. ואז לפרוק את הדגימה מהתא.לאחר מכן, היכונו להסרת הפולימר ה מוליך. לעשות זאת על ידי טבילת המדגם ב 50 מיליליטר של מים deionized במשך דקה אחת. לאחר מכן להעביר את המדגם 10 מיליליטר פתרון של מתיל isobutyl קטון ואלכוהול isopropyl מוקף קרח.לאחר 12 דקות, להסיר את המדגם ולשטוף אותו עם אלכוהול isopropyl. ייבש אותו בגז חנקן מפוצץ. השלב הבא דורש אידוי קרן אלקטרונים.יש את הדגימה קבועה על המחזיק של האידוי ולהעלות את המחזיק בתוך תא האידוי. עכשיו תשיג את הכרום לשימוש במאדה. מכינים כרום מסוג חתיכה בכור היתוך גרפיט לאידוי על משטח הדגימה.טען את כור ההיתוך לתוך התא. לאחר מכן, עבוד עם התוכנה עבור אידוי קרן האלקטרונים. לחץ על כפתור שאיבת התא כדי ליצור ואקום בתא.במקטע החומר, בחר כרום. לאחר מכן לחץ על לחצן החומר כדי להחיל את הבחירה. לחץ על לחצן תריס קרן E כדי לפתוח את תריס המקור.לאחר מכן, לחץ על מתח גבוה. בצע פעולה זו על-ידי לחיצה על מקור. השתמש בחץ כלפי מעלה כדי להגדיל לאט את כוח הקרן.עצור בקצב התצהיר של המטרה. כדי לאפס את מד העובי, לחץ על לחצן אפס. לחץ על לחצן התריס הראשי כדי לפתוח תריס זה.לפקח על מד העובי. כאשר המד מגיע 30 ננומטר, לחץ על כפתור התריס הראשי כדי לסגור את התריס. לחץ על תריס קרן E כדי לסגור את תריס המקור.השתמש בחץ כלפי מטה כדי להקטין לאט את כוח הקרן לאפס. פעם אחת באפס, לחץ על מקור ואחריו מתח גבוה. אפשר לתא להתקרר במשך 15 דקות ולאחר מכן לחץ על פתח אוורור.הסר את הדגימה מהתא והמחזיק. לאחר מכן, קח את זה לתהליך ההמראה. ראשית, לטבול אותו 50 מיליליטר של אצטון במשך שלוש דקות.בצע זאת על ידי sonication במשך דקה אחת ב 40 קילוהרץ. שוטפים את הדגימה באלכוהול אירופרופיל ומייבשים אותה בגז חנקן. בשלב זה, המדגם מוכן תחריט.קבל דבק תרמי ולהפיץ אותו על החלק האחורי של המדגם לפני חיבור המדגם לג'יג של מערכת התחריטים. טען את הג'יג לתוך מערכת התחריטים. במחשב, להגדיר את גז כלור ואת מימן ברומיד גז זרימה שיעורי, כוח המקור ואת ההטיה לפני תחריט במשך 100 שניות.לאחר התחריט, לפרוק את הדגימה. עם ניגוב ללא אבק, הסר את הדבק התרמי. לטבול את המדגם ב 20 מיליליטר של תחריט כרום במשך שתי דקות.ואז להעביר אותו 50 מיליליטר של מים deionized לדקה אחת. שוטפים את הדגימה במים דה-מיונשים ומפוצצים אותה יבשה בגז חנקן. זוהי תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה של החלק העליון של metasurface.לכל אחד מהתאים יש בסיס של 150 ננומטר על 80 ננומטר. גובה התא הוא 300 ננומטר. פרטים נוספים של התאים גלויים בתצוגת פרספקטיבה זו.ניסוי המודד את כוח הקרן כאשר קרן לייזר 532 ננומטר הוא אירוע על metasurface מדגים את הפונקציונליות לקיטוב עצמאי של המכשיר. עבור קורות מקוטבות מעגלית ימנית, קורות מקוטבות ליניארית וקורות מקוטבות מעגלית שמאליות, העוצמה בפקודות החיבור והמינוס של דיפוזיה אחת שוות. ניסויים עם קרן לייזר 635 ננומטר להניב תוצאות דומות.שיטת הפיתוח היא הצעד החשוב ביותר מכיוון שאנו יכולים לשלוט במדויק בתהליך הפיתוח עקב מהירות תגובה איטית. רוב הכשלים מתרחשים במהלך שלבי הייבוש. יש לזכור כי נושבת חזקה עדיפה על נושבת חלשה באופן כללי.הליך זה יכול להיות מיושם לא רק על metasurfaces דיאלקטרי כללי, אלא גם פוטוניקה סיליקון ומערכות מכניות מיקרו אלקטרונים. בדרך כלל, אנחנו יכולים לעשות מבנים ננו עדינים על ידי טכניקה זו, כך שהוא סולל את הדרך לטפל איך האור אינטראקציה עם כמה מבנים באורך הגל. PMMA ו אדי פתרון פיתוח הם שניהם מסוכנים ולכן התהליכים הכרוכים בהם חייבים להתבצע ברדסים אדים.

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

ספקטרומטריית מסת קרן מולקולרית עם קרינת אולטרה סגולה אבק מתכוונן (VUV) Synchrotron

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

הכנת גשרי Electrohydrodynamic מנוזלי דיאלקטרי פולאר

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

מדידות התפצלות וזמינות ביולוגיות של הסביבה פלוטוניום שימוש דיפוזיה בThin 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

תהליך ייצור של מפעילי אלסטומר דיאלקטרי מבוסס סיליקון

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

שימוש של חלקיקים של הקורבן להסיר את ההשפעות של Shot-רעש חורים לתקשר מפוברק על ידי E-הקורה ליתוגרפיה

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

טוען מלכודת אופטית של דיאלקטרי microparticles באוויר

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 דיאלקטרי - חקירת סימולטני של עכבה, Rheology וקטנים זווית ניוטרון פיזור של נוזלים מורכבים

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

הפגנה של מיקרוסקופ משולבת Hyperlens וכן הדמיה ברזולוציה סופר

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

ייצור של דיודות Schottky על Heterostructure BeMgZnO/ZnO Zn-הקוטב גדלה פלזמה בסיוע קרן מולקולרית 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

הכנת קרן Isotopically טהורה 229Th יון ללימודים של 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 ...