Новая статья в "SPIE Proceedings"

24 августа 2017 года
Публикация "Совместимая с массовым производством технология изготовления монокристаллических серебряных метаматериалов и плазмонных устройств". 
За последние 20 лет были достигнуты значимые результаты в областях изготовления метаматериалов и плазмонных наноструктур. Тем не менее, большие омические потери в металлах и несовместимость технологии с массовым производством по-прежнему представляют собой наиболее серьезные проблемы, препятствующие прогрессу в области метаматериалов и плазмоники. Многие недавние исследования в основном сосредоточены на разработке альтернативных материалов с низкими потерями, таких как: нитриды, оксиды полупроводников II-VI, высоколегированные полупроводники и двумерные материалы. В этой работе показано, что серебряные пленки с идеальной монокристаллической структурой могут быть эффективным материалом с низкими потерями, что теоретически уже было хорошо известно. Представлено исследование оптических свойств пленок серебра с различной кристаллической структурой (от нанокристаллических до монокристаллических) и сформированных по новой технологии суб-50 нм монокристаллических непрерывных пленок с низкими потерями. Произведена оптимизация этой технологии дли снижения стоимости изготовления и получения пленок с оптическими потери ниже, чем в статье Джонсона и Кристи и субнанометровой шероховатости, что позволило максимизировать длину распространения поверхностного плазмона. Пленки характеризовались методами АСМ, СЭМ, рентгеновского анализа, профилометрии, спектроскопической эллипсометрии, а также для них измерена длина распространения поверхностного плазмона. Показана возможность изготовления ряда плазмонных наноустройств и метаматериалов на прозрачных (кварц, сапфир, слюда) и непрозрачных (кремний) подложках с использованием электронно-лучевой литографии и сухого травления, вместо обычно используемой технологии ФИП. Кроме того, разработана технология, совместимая с производством многослойных устройств. Исключено негативное влияние операций литографии и травления на качество серебряной пленки и изготовлены устройства миллиметровых плоадей с различными топологиями и превосходной воспроизводимостью для суб-100нм размерами. Технология опробована на опытно-промышленном производстве СПАЗЕРов, плазмонных датчиков, волноводов, метаповерхностей и т.д. Эти результаты могут быть использованы в качестве универсальной технологии производства устройств для широкого круга практических применений в области оптоэлектроники, связи, фотовольтаики и биотехнологии.

СЭМ изображения изготовленных плазмонных устройств
СЭМ изображения изготовленных плазмонных устройств

Родионов И.А., Бабурин А.С., Зверев А.В., Филиппов И.А., Габидулин А.Р., Доброносова А.А., Рыжова Е.В., Виноградов А.П., Иванов А.И., Маклаков С.С., Барышев А.В., Трофимов И.В., Мерзликин А.М., Трофимов И.В., Орликовский Н.А., Рыжиков И.А. 

"Mass production compatible fabrication techniques of single-crystalline silver metamaterials and plasmonics devices" 
Ilya A. Rodionov; Alexander S. Baburin; Alexander V. Zverev; Ivan A. Philippov; Aidar R. Gabidulin; Alina A. Dobronosova; Elena V. Ryzhova; Alexey P. Vinogradov; Anton I. Ivanov; Sergey S. Maklakov; Alexander V. Baryshev; Igor V. Trofimov; Alexander M. Merzlikin; Nikolay A. Orlikovsky; Ilya A. Rizhikov
SPIE Proceedings (ImF 0.37)
Proceedings Volume 10343, Metamaterials, Metadevices, and Metasystems 2017, 1034337 (24 August 2017); doi: 10.1117/12.2271643
Все новости
Новая статья в Coatings Опубликована работа
Новая статья в Coatings
В НОЦ ФМН созданы серебряные пленки, улучшающие свойства с течением времени. Материал найдет применение в области нанофотоники, оптики, квантовых вычислений и коммуникаций.