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 arbeidet er økonomisk støttet av National Research Foundation Grants (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) finansiert av departementet for vitenskap og IKT (MSIT), Republikken Korea.

1. fabrikasjon av dielektrisk metasurface
<ol><li>Forrengjøring av en smeltet silika substrat
	<ol>
<li>Forbered en dobbel-side polert, smeltet silika-substrat (lengde: 2 cm; bredde: 2 cm; tykkelse: 500 μm).</li>
		<li>Senk det smeltet silica-underlaget i 50 mL av aceton og gjennomfør lyd behandlingsprosessen i 5 minutter ved 40 kHz.</li>
		<li>Dypp underlaget i 50 mL 2-propanol (IPA) og gjennomføre sonikering i 5 minutter ved 40 kHz.</li>
		<li>Skyll underlaget med IPA og blåse 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>

Noe fabrikasjon skritt burde være gjennomført forsiktig, å utvikle en metasurface det er det likt idet originalen tegning. I motstå utviklingsprosessen foretrekkes en lav temperatur løsning vanligvis. Standardtilstanden er romtemperatur, men reaksjonshastigheten kan reduseres ved å redusere løsnings temperaturen til 0 ° c. Selv om den tilsvarende reaksjonstiden blir lengre, kan et finere mønster oppnås enn med standard forhold. Reaksjons tidskontrollen er også lett på grunn av den lave reaksjonshastigheten. E...

Metasurfaces bestående av to-dimensjonal subwavelength antenne arrays har vist mange lovende optiske funksjoner, for eksempel akromatisk linser1,2, hologrammer3,4,5 ,6og optisk kapper7. Konvensjonelle store optiske komponenter kan erstattes med ultratynne metasurfaces samtidig som de opprinnelige funksjonene opprettholdes. For eksempel er en stråle splitter en optisk enhet som brukes til å skille en hendelse stråle i to bjelker. Typiske bjelke splitter er laget ved å kombinere to trekantede prismer. Siden deres grensesnittegenskaper bestemme strålen splitting egenskaper, er det vanskelig å redusere den fysiske størrelsen uten funksjonell degradering. På den andre side, ultratynne stråle splitter kan innsett med metasurfaces kodet med en ettall-dimensjonal lineær Phase gradient8,9. Tykkelsen av metasurfaces er mindre enn deres arbeids bølgelengder, og separasjon Egenskaper kan styres av fase fordelingen.
Vi laget en metasurface bjelke splitter som kan generere like intensitet bjelker uavhengig av hendelsen polarisering statene10. Denne karakteristiske kommer fra et Fourier-hologram. På grunn av bildet av to hvite prikker på en svart bakgrunn, er generert hologram fra metasurface det samme som det kodede bildet. Fourier-hologram har ikke en spesifikk brennvidde, slik at det kodede bildet kan observeres i hele rommet bak metasurface11. Hvis det samme to-spot bildet genereres bak metasurface, fungerer det også som en stråle splitter. Den Fourier hologram av metasurface skaper en invertert bilde, som kalles en tvilling bilde, med hensyn til ortogonale polarisering statene. Det doble bildet anses vanligvis som støy. Den to-spot bilde kodet i denne metasurface er imidlertid opprinnelse-symmetrisk, noe som resulterer i en perfekt overlapping av den opprinnelige og doble bilder. Siden noen polarisering stater kan representeres av en lineær kombinasjon av høyrehendt (RCP) og venstrehendt (LCP) sirkulær polarisasjonene, enheten som er beskrevet her viser polarisering-uavhengig funksjonalitet.
Her presenterer vi en protokoll for fabrikasjon og optisk karakterisering av dielektrisk metasurfaces muliggjør like intensitet stråle generasjon. Fase fordelingen for denne enheten hentes fra Gerchberg-Saxton (GS) algoritmen, som vanligvis brukes for fase bare hologrammer12. a-si: H av 300 NM tykk er avsatt på smeltet silika underlaget, ved hjelp PECVD. En CR maske er definert på a-si: H film, ved hjelp EBL. Maske mønsteret tilsvarer fase fordelingen som er avledet fra GS-algoritmen. ICP-Rite utnyttes til å etse a-si: H-filmen langs CR masken. Resten av CR masken er fjernet av CR etsemiddelet avslutte prøven fabrikasjon. Den optiske funksjonaliteten til fabrikkert metasurface er karakterisert ved hjelp av en tilpasset optisk oppsett. Når en laserstråle er hendelsen til metasurface, er overført strålen delt inn i tre deler, nemlig to diffracted bjelker og en zeroth-Order Beam. De diffracted bjelkene avviker fra en forlengelse av hendelsen strålen banen mens zeroth-Order strålen følger den. For å verifisere funksjonaliteten til denne enheten, målte vi strålen strøm, stråle profil, og diffracted vinkel ved hjelp av en kraftmåler, CCD, og vinkelmåler, henholdsvis.
Alle fabrikasjon prosesser og materialer som brukes er optimalisert for målet funksjonalitet. For synlige arbeids frekvenser bør de enkelte antenne størrelsene være noen få hundre nanometer, og selve materialet bør ha et lavt optisk tap ved synlige bølgelengder. Bare noen få typer fabrikasjon metoder gjelder når definere slike små strukturer. Typiske Foto litografi, så vel som direkte laser skriving, er i stand til fabrikasjon på grunn av Diffraksjon grensen. Fokusert ion bjelke fresing kan brukes, men det er kritiske spørsmål om Gallium forurensning, mønster design avhengighet og langsom prosesshastighet. Praktisk talt, EBL er den eneste måten å lette fabrikasjon av metasurfaces arbeider ved synlige frekvenser13.
Dielektriske er vanligvis foretrukket på grunn av uunngåelig ohmsk tap av metaller. Den optiske tap av a-si: H er lav nok for vårt formål. Selv om det optiske tapet av a-si: h er ikke så lavt som lav-tap dielektriske som titandioksid1,4 og krystallinsk silisium14, fabrikasjon av a-si: H er mye enklere. Typiske fordampning og sputtering prosesser er ikke i stand til deponering av en a-si: H film. PECVD er vanligvis nødvendig. Under PECVD prosessen, noen hydrogenatomer fra SiH4 og H2 gasser er fanget blant silisium atomer, noe som resulterer i en a-si: H film. Det er to måter å definere a-si: H mønstre. Den ene er deponering av a-si: H på en mønstret photoresist, etterfulgt av lift-off prosessen, og den andre er ved å definere en etsing maske på a-si: H film, etterfulgt av etsing prosessen. Den førstnevnte er godt egnet til fordampning prosesser, men det er ikke lett å sette inn a-si: H film ved hjelp av fordampning. Derfor er sistnevnte den optimale måten å lage a-si: H mønstre. CR brukes som etsing maske materiale på grunn av sin høye etsing selektivitet med silisium.

<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

Den fabrikasjon og karakterisering protokollen for en metasurface stråle splitter, slik at lik-intensitet strålen generasjon, er demonstrert. Hydrogenert amorfe silisium (a-si: H) er avsatt på smeltet silika underlaget, ved hjelp av plasma-forbedret kjemisk damp deponering (PECVD). Typisk amorfe silisium avsatt av fordampning forårsaker alvorlig optisk tap, impinging operasjonen ved synlige frekvenser. Hydrogen atomer inne i amorfe silisium tynn film kan redusere strukturelle defekter, forbedre optisk tap. Nanostrukturer av noen få hundre nanometer er nødvendig for drift av metasurfaces i de synlige frekvensene. Konvensjonelle Foto litografi eller direkte laser skriving er ikke gjennomførbart når fabrikere slike små strukturer, på grunn av Diffraksjon grensen. Derfor er elektronstråle litografi (EBL) benyttet for å definere en krom (CR) maske på tynn film. Under denne prosessen, den eksponerte motstå er utviklet ved en kald temperatur for å forsinke den kjemiske reaksjonen og gjøre mønsteret kantene skarpere. Til slutt, a-si: H er etset langs masken, ved hjelp av Induktivt kombinert plasma-reaktiv ion etsing (ICP-Rite). Den viste metoden er ikke gjennomførbart for stor skala fabrikasjon på grunn av den lave gjennomstrømningen av EBL, men det kan forbedres ved å kombinere det med nanoimprint litografi. Det fabrikasjon apparat er kjennetegnet av en tilpasses optisk setup bestå av en laser, polarisator, linsen, makt meter, og belaste-forente apparat (CCD). Ved å endre laser bølgelengden og polarisering er Diffraksjon egenskaper målt. Den målte diffracted strålen krefter er alltid like, uavhengig av hendelsen polarisering, samt bølgelengde.

Måle resultatene viser den polarisering-uavhengige funksjonaliteten til enheten som presenteres her (figur 1). Målte strålen krefter Diffraksjon bestillinger av m = ± 1 er lik uavhengig av hendelsen polarisering tilstand (dvs., RCP, LCP, og lineær polarisering). Siden en vilkårlig polarisering stater kan brytes av den lineære kombinasjonen av RCP og LCP, enhetens funksjonalitet kan opprettholdes, uavhengig av polarisering stater. Diffraksjon vinkler er 24 ° og 28,5 ° for bølgelengd...

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

Demonstrasjon av like-intensitet Beam Generation av dielektrisk Metasurfaces

En protokoll for fabrikasjon og optisk karakterisering av dielektrisk metasurfaces presenteres. Denne metoden kan brukes til fabrikasjon av ikke bare bjelke splitter, men også av generelle dielektrisk metasurfaces, som linser, hologrammer, og optiske kapper.

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

Denne protokollen gir en detaljert fabrikasjonsmetode for å realisere høyeffektive metaoverflater, en av de viktigste problemene i metasurface forskningsområdet. Sammenlignet med andre metoder for å teste atomlag deponering, er denne teknikken en lav pris og rask fabrikasjonsmetode for å realisere høyeffektive metaoverflater som arbeider ved synlige bølgelengder. Denne protokollen kan brukes til å fremstille generelle metaoverflater som linser, hologrammer og optiske klokker bare ved å endre mønsterkonfigurasjonen.Denne teknikken kan gi innsikt i silisium fotonikk forskningsfelt som benytter silisium mikro og nano strukturer. Underlaget for metaoverflaten er smeltet silika. Forbered en ren dobbel side polert firkant smeltet silika to centimeter på en side.Ta underlaget for å laste inn i PECVD-systemet. Der i lastelåskammeret, plasser underlaget på jiggen. Lukk kammeret og forberede seg på å betjene systemet.I kontrollprogramvaren setter du opp avsetningsprosessen ved å stille inn temperatur, RF-kraft, gassstrømningshastigheter og prosesstrykk. Etter avsetningen, som tar ca 300 sekunder, gjenopprette prøven. Ta prøven med avsatt hydrogenert amorfe silisium til en spin coater.Legg prøven på prøveholderen for spincoater. Deretter får du et filter montert fem milliliter sprøyte som inneholder PMMA med 2% anusol. Belegg prøven med PMMA før du starter rotasjonen ved 2.000 rpm i ett minutt.Når du er ferdig, overfør prøven til en kokeplate. Stek prøven ved 180 grader Celsius i fem minutter. Deretter fjerner du prøven for å avkjøle den i ett minutt før du fortsetter.Deretter returnerer du prøven til spin coater. Bruk en en milliliter pipette for å frigjøre en ledende polymerløsning på overflaten. Belegg prøven ved 2.000 o/min i ett minutt.Når belegget er fullført, ta prøven for elektronstråle litografi. Ha prøven festet på jiggen for maskinen. Sett deretter jiggen i maskinens kammer og fullfør lasteprosessen.Gå videre til å arbeide med konsollen og forberede elektronstråle litografisystemet for prosedyren. Når du har klar klargjør systemet, må du arbeide på datamaskinen som er koblet til konsollen. I dette systemet bruker du kommandolinjen til å konvertere en GDS-fil til en CEL-fil.Når filen konverteres, skriver du inn jobb for å starte EBL-programvaren. Bruk kommandolinjen til å kontrollere at ønsket mønster er i en CEL-formatfil i gjeldende katalog. Angi jobb for å kjøre programvaren.Klikk på menyen for endring av sjetongstørrelse i programvaren. Velg 600 mikrometer med 600 mikrometer. Deretter velger du 240 000 prikker.Lagre endringene. Avslutt deretter denne skjermen. Klikk nå på menyen for oppretting av mønsterdata.I kommandovinduet skriver du inn PS for å laste inn mønsterets CEL-fil. Skriv inn I i kommandovinduet. Klikk deretter mønsteret for å forstørre bildet.Skriv deretter st0 inn i kommandovinduet for å sette dosetiden til tre mikrosekunder. Angi SP11 for å sette utsettespitchen til en normal tilstand. Opprett en CCC-fil ved å skrive inn PC og et filnavn.Når du er ferdig, klikker du midten av mønsteret. Hvis du vil bruke utsettesbetingelsene, skriver du inn CP i kommandovinduet og klikker mønsteret. Skriv inn SV og et filnavn for å opprette en CON-fil.Avslutt denne menyen for oppretting av mønsterdata ved å gå inn på Q.Move videre for å klikke eksponeringsmenyen. Skriv inn I og det valgte CON-filnavnet. Sett doseverdien til 2,4.Trykk på escape-knappen for å fullføre tidsplanen. Deretter skriver du inn E og klikker på eksponeringsknappen for å starte eksponeringsprosessen. Når eksponeringsprosessen er ferdig, går du tilbake til EBL-konsollen.Vri isolasjonsknappen til av. Trykk på EX-knappen for å flytte scenen. Deretter losse prøven fra kammeret.Deretter forbereder du deg på å fjerne den ledende polymeren. Gjør dette ved å senke prøven i 50 milliliter av deionisert vann i ett minutt. Deretter flytter du prøven til en 10 milliliter løsning av metylisobutylketon og isopropylalkohol omgitt av is.Etter 12 minutter, fjern prøven og skyll den med isopropylalkohol. Tørk den med blåst nitrogengass. Det neste trinnet krever en elektronstrålefordamper.Ha prøven festet på fordamperens holder og monter holderen inne i fordampningskammeret. Nå få krom for bruk i fordamperen. Forbered stykketype krom i en grafittdigel for fordampning på prøveoverflaten.Legg smeltedigel inn i kammeret. Deretter arbeider du med programvaren for elektronstrålefordamperen. Klikk på kammerpumpeknappen for å lage et vakuum i kammeret.Velg krom i materialdelen. Klikk deretter på materialknappen for å bruke valget. Klikk på E-strålelukkerknappen for å åpne kildelukkeren.Deretter klikker du på høy spenning. Følg dette ved å klikke kilde. Bruk pilen oppover til å øke strålekraften langsomt.Stopp ved måldeponeringshastigheten. Hvis du vil tilbakestille tykkelsesmåleren, klikker du nullknappen. Klikk på hovedlukkerknappen for å åpne lukkeren.Overvåk tykkelsesmåleren. Når måleren når 30 nanometer, klikker du på hovedlukkerknappen for å lukke lukkeren. Klikk på E-strålelukker for å lukke kildelukkeren.Bruk nedoverpilen til å redusere strålekraften langsomt til null. En gang på null, klikk kilde etterfulgt av høy spenning. La kammeret avkjøles i 15 minutter og klikk deretter på vent.Fjern prøven fra kammeret og holderen. Deretter tar du det for en liftoff-prosess. Først dypp den i 50 milliliter aceton i tre minutter.Følg dette ved sonikering i ett minutt på 40 kilohertz. Skyll prøven i isopropylalkohol og tørk den med nitrogengass. På dette punktet er prøven klar for etsning.Få termisk lim og spre den på baksiden av prøven før du fester prøven til etsesystemets jigg. Last jiggen inn i etsningssystemet. På datamaskinen, sett klorgass og hydrogenbromid gassstrømningshastigheter, kildekraften og bias før etsing i 100 sekunder.Etter etsingen, losse prøven. Med en støvfri tørk, fjern det termiske limet. Senk prøven i 20 milliliter krometchant i to minutter.Deretter overfører du den til 50 milliliter av deionisert vann i ett minutt. Skyll prøven med deionisert vann og blås den med nitrogengass. Dette er et skanneelektronmikroskopibilde av toppen av metaoverflaten.Hver av cellene har en base som er 150 nanometer med 80 nanometer. Cellehøyden er 300 nanometer. Flere detaljer om cellene er synlige i denne perspektivvisningen.Et eksperiment som måler strålekraften når en 532 nanometer laserstråle er hendelse på metaoverflaten, demonstrerer den polariseringsuavhengige funksjonaliteten til enheten. For høyre sirkulært polariserte bjelker, nesten polariserte bjelker og venstre sirkulært polariserte bjelker, er kraften i pluss og minus en diffraksjonsordre lik. Eksperimenter med en 635 nanometer laserstråle gir lignende resultater.Utviklingsmetoden er det viktigste trinnet fordi vi nettopp kan kontrollere utviklingsprosessen på grunn av langsom reaksjonshastighet. De fleste feil oppstår under tørketrinn. Man bør huske på at sterk blåsing er bedre enn svak blåser generelt.Denne prosedyren kan brukes på ikke bare generelle dielektriske metaoverflater, men også silisium fotonikk og mikroelektron mekaniske systemer. Vanligvis kan vi lage delikate nanostrukturer ved denne teknikken, slik at den baner vei for å håndtere hvordan lyset samhandler med noen bølgelengdestrukturer. PMMA og utviklingsløsningsdamp er begge farlige, så prosessene som involverer dem må utføres i røykhettter.

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 Ultrafiolett (VUV) Synchrotron Radiation

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

Utarbeidelse av Electrohydrodynamic Bridges fra Polar Transformator Liquids

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 biotilgjengelighet Målinger av Miljø Plutonium Bruke 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

Fabrikasjon Process av silikon-baserte Transformator 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

Bruk av Offernanopartikler å fjerne effekten av Shot-støy i kontakt med Holes fabrikkert av 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 Lasting av Dielektrisk Mikropartikler i luften

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 Spørre Impedans, Reologi og Small Angle Neutron Spredning av komplekse fluider

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

Demonstrasjon av en Hyperlens-integrert mikroskop og super-oppløsning 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

Fabrikasjon av Schottky dioder på Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure vokst med Plasma-assistert krystallets strålen 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

Klargjøre en Isotopically Pure 229th ion Beam for studier av 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 ...