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

Detta arbete stöds ekonomiskt av National Research Foundation Grants (NRF-2019R1A2C3003129, CAMM-2019M3A6B3030637, NRF-2018M3D1A1058998, NRF-2015R1A5A1037668) finansierad av ministeriet för vetenskap och IKT (MSIT), Sydkorea.

1. tillverkning av den dielektriska metasurface
<ol><li>Preclutande av ett smält kvarts substrat
	<ol>
<li>Förbered en dubbel-sida polerad, smält kiseldioxid substrat (längd: 2 cm; Bredd: 2 cm; tjocklek: 500 μm).</li>
		<li>Sänk smält kvarts substrat i 50 mL aceton och genomföra ultraljudsbehandling processen för 5 min vid 40 kHz.</li>
		<li>Sänk ned substratet i 50 mL 2-propanol (IPA) och utför ultraljudsbehandling processen för 5 min vid 40 kHz.</li>
		<li>Skölj substratet med IPA och bl...

<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>

Vissa tillverkningssteg bör utföras noggrant, för att generera en metasurface som är densamma som den ursprungliga designen. I motstå utvecklingsprocessen, en låg temperatur lösning är oftast att föredra. Standardvillkoret är rumstemperatur, men reaktionshastigheten kan bromsas ned genom att lösnings temperaturen sänks till 0 ° c. Även om motsvarande reaktionstid blir längre, kan ett finare mönster erhållas än med standardförhållanden. Reaktionstiden kontroll är också lätt på grund av den låga re...

Metasurfaces består av två-dimensionell subvåglängd antenn arrayer har visat många lovande optiska funktioner, såsom akromatiska linser1,2, hologram3,4,5 ,6, och optiska kappor7. Konventionella skrymmande optiska komponenter kan bytas ut mot ultratunna metasurfaces samtidigt som de ursprungliga funktionerna bibehålls. Till exempel är en balk splitter en optisk enhet som används för att separera en incident stråle i två balkar. Typiska balk splitters görs genom att kombinera två triangulära prismor. Eftersom deras gränssnitt egenskaper bestämma strålen uppdelning egenskaper, är det svårt att minska den fysiska storleken utan funktionell nedbrytning. Å andra sidan kan ultratunna beam splitters realiseras med metasurfaces kodade med en endimensionell linjär fas lutning8,9. Tjockleken på metasurfaces är mindre än deras arbetande våglängder, och separations egenskaper kan styras av fasfördelningen.
Vi konstruerade en metasurface balk splitter som kan generera lika intensitet balkar oavsett incident polarisering stater10. Denna egenskap kommer från ett Fourierhologram. På grund av bilden av två vita fläckar på en svart bakgrund, är genererade hologram från metasurface samma som den kodade bilden. Fourierhologrammet har ingen specifik brännvidd, så den kodade bilden kan observeras i hela utrymmet bakom metasurface11. Om samma två-plats bilden genereras bakom metasurface, det fungerar också som en balk splitter. Den Fourier hologram av metasurface skapar en inverterad bild, som kallas en tvilling bild, med avseende på ortogonala polarisering stater. Twin-bilden betraktas vanligtvis som brus. Den tvåpunkts-bild som kodats i detta metasurface är dock ursprung-symmetrisk, vilket resulterar i en perfekt överlappning av original och tvilling bilder. Eftersom alla polariserings tillstånd kan representeras av en linjär kombination av högerhänt (RCP) och vänsterhänt (LCP) cirkulär polarizations, den anordning som beskrivs här visar polariserings-oberoende funktionalitet.
Här presenterar vi ett protokoll för tillverkning och optisk karakterisering av dielektriska metasurfaces möjliggör lika intensitet stråle generation. Fas distributionen av den här enheten hämtas från Gerchberg – Saxton (GS)-algoritmen, som vanligtvis används för fas-endast hologram12. a-Si: H av 300 nm tjock deponeras på smält kiseldioxid substrat, med hjälp av PECVD. En CR-mask definieras på a-Si: H-filmen, med EBL. Mask mönstret motsvarar fasfördelningen som härleds från GS-algoritmen. ICP-RIE utnyttjas för att etch a-Si: H-filmen längs CR-masken. Resten av CR-masken avlägsnas genom att CR-etsmedel Slutför prov tillverkningen. Den optiska funktionaliteten hos den fabricerade metasurface kännetecknas med hjälp av en skräddarsydd optisk inställning. När en laserstråle är incident till metasurface, är den överförda strålen uppdelad i tre delar, nämligen två mängder balkar och en Zeroth-order balk. De diffragerade strålarna avviker från en förlängning av den infallande strål vägen medan Zeroth-orderbalken följer den. För att kontrollera funktionaliteten hos denna enhet, mätte vi strålen makt, balk profil och mängder vinkel med hjälp av en effektmätare, CCD, och gradskiva, respektive.
Alla tillverkningsprocesser och material som används är optimerade för mål funktionerna. För synliga arbets frekvenser bör de enskilda antenn storlekarna vara några hundra nanometrar, och själva materialet bör ha en låg optisk förlust vid synliga våglängder. Endast ett fåtal typer av tillverkningsmetoder är tillämpliga när man definierar sådana små strukturer. Typisk Photolithography, såväl som riktar laser-handstil, är oförmögna av fabricering tack vare diffraktionen begränsar. Fokuserad jonstråle fräsning kan användas, men det finns kritiska frågor om gallium förorening, mönster design beroende, och den långsamma processen hastighet. Praktiskt taget är EBL det enda sättet att underlätta tillverkningen av metasurfaces som arbetar på synliga frekvenser13.
Dielectrics är oftast att föredra på grund av den oundvikliga ohmsk förlust av metaller. Den optiska förlusten av a-Si: H är tillräckligt låg för vårt syfte. Även om den optiska förlusten av a-Si: h är inte så låg som låg förlust dielektrika såsom titandioxid1,4 och kristallint kisel14, tillverkning av a-Si: h är mycket enklare. Typiska avdunstning och sputtring bearbetar är inte kompetent av nedfallet av en a-Si: H filmar. PECVD krävs vanligtvis. Under PECVD-processen fastnar vissa väteatomer från SiH4 -och H2 -gaser bland kiselatomerna, vilket resulterar i en a-Si: H-film. Det finns två sätt att definiera a-Si: H-mönster. En är nedfallet av a-Si: H på en mönstrad photoresist, följt av Lift-off-processen, och den andra är genom att definiera en etsning mask på a-Si: H film, följt av etsning processen. Den förstnämnda är väl lämpad för avdunstning processer, men det är inte lätt att sätta in a-Si: H film med avdunstning. Därför är det senare det optimala sättet att göra a-Si: H mönster. CR används som etsning mask material på grund av dess höga etsning selektivitet med kisel.

<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

Tillverknings-och karakterisering protokoll för en metasurface balk splitter, vilket möjliggör lika intensitet stråle generation, demonstreras. Hydrerad amorf kisel (a-Si: H) deponeras på smält kiseldioxid substrat, med hjälp av plasma-förstärkt kemisk ånga deposition (PECVD). Typiska amorfa kisel deponeras genom avdunstning orsakar svår optisk förlust, inkräkta operationen vid synliga frekvenser. Väteatomer inne i Amorft kisel tunn film kan minska strukturella defekter, förbättra optisk förlust. Nanostrukturer av några hundra nanometrar krävs för driften av metasurfaces i de synliga frekvenserna. Konventionella Photolithography eller direkt laser skrivning är inte möjligt när fabricera sådana små strukturer, på grund av diffraktion gränsen. Därför används elektronstråle litografi (EBL) för att definiera en krom (CR) mask på den tunna filmen. Under denna process, den exponerade motstå utvecklas vid en kall temperatur för att bromsa den kemiska reaktionen och göra mönstret kanterna skarpare. Slutligen, a-Si: H är etsad längs masken, med induktivt kopplade plasma-reaktiv Ion etsning (ICP-RIE). Den demonstrerade metoden är inte genomförbar för storskalig tillverkning på grund av den låga genomströmningen av EBL, men den kan förbättras genom att kombinera den med Nanoimprint litografi. Den fabricerade enheten kännetecknas av en skräddarsydd optisk inställning bestående av en laser, polarisator, lins, kraftmätare, och Charge-kopplad enhet (CCD). Genom att ändra Laservåglängd och polarisering mäts diffraktions egenskaperna. De uppmätta diffragerade balk krafterna är alltid lika, oavsett incident polarisering, samt våglängd.

Mätresultaten visar den polariserings oberoende funktionen hos den apparat som presenteras här (figur 1). Uppmätta strål krafter för diffraktions order på m = ± 1 är lika oavsett incidentens polariserings tillstånd (dvs. RCP, LCP och linjär polarisering). Eftersom alla godtyckliga polariserings tillstånd kan sönderdelas av den linjära kombinationen av RCP och LCP, kan enhetens funktionalitet upprätthållas, oavsett polariserings tillstånd. Diffraktions vinklar är 24 ° och 28...

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 av lika intensitet stråle generation av dielektriska Metasurfaces

Ett protokoll för tillverkning och optisk karakterisering av dielektriska metasurfaces presenteras. Denna metod kan tillämpas på tillverkning av inte bara balk splitters, men också av allmänna dielektriska metasurfaces, såsom linser, hologram, och optiska kappor.

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

Detta protokoll ger en detaljerad fabricering metod för att förverkliga hög effektivitet metaytor, en av de viktigaste frågorna i metaytor forskningsområde. Jämfört med andra metoder för att testa atomlager nedfall, denna teknik är en låg kostnad och snabb tillverkning metod för att förverkliga hög effektivitet metaytor arbetar vid synliga våglängder. Detta protokoll kan tillämpas för att fabricera allmänna metaytor som linser, hologram och optiska klockor bara genom att ändra mönsterkonfigurationen.Denna teknik kan ge insikt i kisel fotonik forskningsområde som använder kisel mikro och nano strukturer. Substratet för metaytet är smält kiseldioxid. Förbered en ren dubbel sida polerad kvadrat smält kiseldioxid två centimeter på en sida.Ta underlaget för att ladda in i PECVD-systemet. Där i lasten låskammaren, placera substratet på jiggen. Stäng kammaren och förbered dig på att driva systemet.I styrprogramvaran ställer du in depositionsprocessen genom att ställa in temperatur, RF-effekt, gasflödeshastigheter och processtryck. Efter nedfallet, som tar ca 300 sekunder, återvinna provet. Ta provet med deponerat hydrogenerad amorft kisel till en spin coater.Fyll på provet på spinnrockarprovhållaren. Därefter får ett filter monterat fem milliliter spruta som innehåller PMMA med 2%anusol. Täck provet med PMMA innan rotationen påbörjas vid 2, 000 RPM i en minut.När du är klar, överför provet till en värmeplatta. Grädda provet i 180 grader Celsius i fem minuter. Därefter tar du bort provet för att kyla det i en minut innan du fortsätter.Sedan tillbaka provet till spin coater. Använd en en milliliterpipett för att frigöra en ledande polymerlösning på dess yta. Täck provet vid 2, 000 RPM i en minut.När beläggningen är klar, ta provet för elektronstrålelitografi. Få provet fast på jiggen för maskinen. Lägg sedan jiggen i maskinens kammare och slutför inläsningsprocessen.Gå vidare för att arbeta med konsolen och förbereda elektronstrålelitografisystemet för proceduren. Efter att ha förberett systemet, arbeta vid datorn ansluten till konsolen. I det här systemet använder du kommandoraden för att konvertera en GDS-fil till en CEL-fil.När filen konverteras anger du jobb för att starta EBL-programvaran. Använd kommandoraden för att kontrollera att önskat mönster är i en CEL-formatfil i den aktuella katalogen. Ange jobb för att köra programvaran.Klicka på menyn för modifiering av chipstorlek i programvaran. Välj 600 mikrometer med 600 mikrometer. Därefter väljer du 240, 000 punkter.Spara ändringarna. Avsluta sedan den här skärmen. Klicka nu på menyn för att skapa mönsterdata.I kommandofönstret anger du PS för att läsa in mönstrets CEL-fil. Ange jag i kommandofönstret. Klicka sedan på mönstret för att förstora bilden.Nu anger ST0 i kommandofönstret för att ställa in dostiden till tre mikrosekond. Ange SP11 för att ställa in exponeringsstigningen på ett normalt tillstånd. Skapa en CCC-fil genom att ange PC och ett filnamn.När det är klart klickar du på mitten av mönstret. Om du vill använda de exponerande villkoren anger du CP i kommandofönstret och klickar på mönstret. Ange SV och ett filnamn för att skapa en CON-fil.Avsluta denna menyn för skapande av mönsterdata genom att ange Q.Move on för att klicka på exponeringsmenyn. Ange I och den valda CON filnamn. Ställ in dosvärdet till 2,4.Tryck på flyktknappen för att slutföra schemat. Ange sedan E och klicka på exponeringsknappen för att starta exponeringsprocessen. När exponeringsprocessen är klar återgår du till EBL-konsolen.Stäng av isoleringsknappen. Tryck på EX-knappen för att flytta scenen. Lasta sedan av provet från kammaren.Därefter förbereda sig för att ta bort den ledande polymeren. Gör detta genom att nedsänkning provet i 50 milliliter avjoniserat vatten i en minut. Flytta sedan provet till en 10 milliliter lösning av metyl isobutylketon och isopropylalkohol omgiven av is.Efter 12 minuter, ta bort provet och skölj det med isopropylalkohol. Torka den med blåst kvävegas. Nästa steg kräver en elektronstråleförångare.Få provet fixerat på förångarens hållare och montera hållaren inuti förångningskammaren. Nu får krom för användning i förångaren. Förbered stycke typkrom i en grafitdegel för avdunstning på provytan.Lasta in degeln i kammaren. Därefter arbeta med programvaran för elektronstrålen förångare. Klicka på kammaren pumpning knappen för att skapa ett vakuum i kammaren.Välj krom i materialsektionen. Klicka sedan på materialknappen för att tillämpa markeringen. Klicka på E-balkens avtryckare för att öppna källlucka.Klicka därefter på högspänning. Följ detta genom att klicka på källa. Använd uppåtpilen för att långsamt öka stråleffekten.Stanna vid måldepositionsfrekvensen. Om du vill återställa tjockleksmätaren klickar du på nollknappen. Klicka på huvud avtryckaren för att öppna den slutaren.Övervaka tjockleksmätaren. När mätaren når 30 nanometer klickar du på huvudavtryckaren för att stänga slutaren. Klicka E-balk slutare för att stänga källan slutaren.Använd nedåtpilen för att långsamt minska stråleffekten till noll. En gång på noll, klicka källa följt av hög spänning. Låt kammaren svalna i 15 minuter och klicka sedan på avluftning.Ta bort provet från kammaren och hållaren. Ta det sedan för en liftoff-process. Sänk först ned den i 50 milliliter aceton i tre minuter.Följ detta genom ultraljudsbehandling i en minut på 40 kilohertz. Skölj provet i isopropylalkohol och torka det med kvävegas. Vid denna punkt är provet klart för etsning.Få termisk lim och sprida det på baksidan av provet innan du fäster provet till etsningssystemets jigg. Ladda jiggen i etsningssystemet. Vid datorn, ställa klorgas och vätebromid gasflödet, källan makt och bias innan etsning i 100 sekunder.Efter etsningen, lasta av provet. Med en dammfri torka, ta bort termiska lim. Sänk ned provet i 20 milliliter kromstosater i två minuter.Överför sedan den till 50 milliliter avjoniserat vatten i en minut. Skölj provet med avjoniserat vatten och blås det torrt med kvävegas. Detta är en svepelektronmikroskopi bild av toppen av metaytan.Var och en av cellerna har en bas som är 150 nanometer med 80 nanometer. Cellhöjden är 300 nanometer. Ytterligare detaljer om cellerna är synliga i den här perspektivvyn.Ett experiment som mäter stråleffekten när en 532 nanometerlaserstråle är tillbud på metaytan visar enhetens polariseringsoberoende funktionalitet. För höger cirkulärt polariserade balkar, linjärt polariserade balkar och vänster cirkulärt polariserade balkar, är effekten vid plus- och minus en diffraktionsorder lika. Experiment med en 635 nanometer laserstråle avkastning liknande resultat.Den utveckla metoden är det viktigaste steget eftersom vi kan exakt styra utvecklingsprocessen på grund av långsam reaktionshastighet. De flesta fel inträffar under torkningssteg. Man bör hålla i minnet att stark blåser är bättre än svag blåser i allmänhet.Detta förfarande kan tillämpas på inte bara allmänna dielektriska metaytor, men också kisel fotonik och mikro elektron mekaniska system. Generellt kan vi göra känsliga nanostrukturer genom denna teknik så det banar väg för att ta itu med hur ljuset interagerar med vissa våglängdstrukturer. PMMA och utvecklingslösning ånga är båda farliga så de processer som involverar dem måste utföras i rök huvar.

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

Molekylär Beam masspektrometri med sökbara Vacuum Ultraviolet (VUV) Synkrotronljusfysik

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

Beredningen av elektro Bridges från Polar Dielektriska Vätskor

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

Speciering och biotillgänglighet Mätningar av miljö Plutonium Använda 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

Tillverkningsprocessen av silikon-baserade dielektriska Elastomer ställdon

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

Användning av offerNanoPartiklar att ta bort effekterna av Shot-brus i kontakt Hål tillverkas genom elektronstrålelitografi

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 fälla Loading dielektriska mikropartiklar i luft

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

Dielektriska RheoSANS - Samtidig förhör av impedans, reologi och liten vinkel neutronspridning av komplexa vätskor

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 av en Hyperlens-integrerat Mikroskop och super-upplösning 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

Tillverkning av Schottky dioder på Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostrukturfotoniska odlas av Plasma-assisted molekylärt stråla epitaxyen

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

Beredning av en Isotopiskt ren 229th jonstråle för 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 ...