Fotolitografi Yerine Lazer, Ultra Yüzey Üretim Maliyetlerini Düşürüyor

Bir Rus devlet araştırma üniversitesi olan Moskova Elektronik Teknolojisi Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, litografi yerine lazer darbeleri kullanan bilgi görüntüleme cihazları için bileşenler oluşturmak için yeni bir teknoloji geliştirdiler. Bu, yeni nesil ekranlar ve çeşitli optik sistemler için ultra yüzeyler için üretim maliyetlerinin düşürülmesini hızlandıracaktır. Bulgular Applied Surface Science dergisinin yeni sayısında yayınlandı.
Hiper yüzeyler, elektromanyetik ve ışık dalgalarını kontrol etmek için kullanılabilen periyodik desenlere sahip yapılardır. Bu temelde dielektrik ve metalik malzemelerin yanı sıra faz değiştiren malzemeler de kullanılabilir. Ve faz değiştiren malzemeler faz durumunu ve dolayısıyla dış radyasyona bağlı özellikleri değiştirebilir.
Araştırmacılar, faz değiştiren malzeme GST'den (germanyum-antimon-tellür sisteminin bileşikleri) yapılan hiper yüzeylere dayanarak, bilgileri ışık dalgalarının yardımıyla görüntüleyebilen yeni kompakt cihazlar geliştirdiler. Bunlara ultra ince ekranlar, artırılmış ve sanal gerçeklik kulaklıkları ve holografik projektörler dahildir. Bununla birlikte, ince film yüzeylerini çok işlevli yüzeylere dönüştürmek için nanoyapılandırma işlemi, şimdiye kadar emek yoğun ve maliyetli fotolitografi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gerekli üst yüzey görüntüsü önce bir şablon (maske) üzerinde oluşturulur ve ardından seçilen çözünürlükte nesneye aktarılır.
İnce film yapı oluşturma maliyetini azaltmak ve süreci hızlandırmak için Moskova Elektronik ve Teknoloji Enstitüsü, diğer bilimsel kurumlarla birlikte fotolitografi yerine lazer darbeleri kullanıyor. Araştırmacılara göre, ultra kısa darbelerde lazer ışınlaması yardımıyla GST üzerinde daha hızlı ve daha kolay sıralı nanoyapılar oluşturulabilir. Düzenli bir yüzey oluşturmak için, önceki malzemenin lazer varlığında yok edildiği önceden uygulanan bir süreç kullanılır. Çözümün ana avantajı, darbenin yüzeydeki yapıların kendi kendine örgütlenmesini tetiklemesidir. Darbelerin yoğunluğuna ve sayısına bağlı olarak, en ilgi çekici olanı aynı boyutta periyodik olarak düzenlenmiş nanoküreler olan 3 farklı tipte yapı oluşturulabilir. Bu şekillerin oluşturulması zordur ve 150 nanometreye kadar bir yarıçapa sahiptir.
Önceden, ek teknikler kullanılmadan bunları bu malzemelerde elde etmek imkansızdı, ancak şimdi aynı stilde nanoküreler elde etmek için lazer cihazı ve filmin kendisi dışında hiçbir ekipmana ihtiyaç duyulmuyor. Bu küreler, erimiş filamentlerin çürümesi sonucu üretilir. Bu durumda, lazer ışınımının enerjisindeki artış, nanoküre zincirlerinin periyodik rahatlamaya dönüşmesine yol açan bir kütle transfer sürecine neden olur. Yukarıdaki teknik, bilgi görüntüleme sistemleri de dahil olmak üzere çeşitli optik sistemlerle daha fazla entegre edilmesi beklenen yüksek düzeyde düzenli nanomercekler ve optik nanograsyonlar oluşturmayı mümkün kılar.