Sujets Couverts
Mouvement Propre
Introduction
L'Importance de la Grande vitesse Interconnecte pour le Transport de l'Information et d'Énergie
Avantages des Interconnexions optiques
Interconnecte Basé sur le Métal Nanostructures
Plasmon-Polaritons Extérieur Vérifiant Utilisant Balayer la Microscopie Optique de Nearfield
Vérifier le Bouturage du Plasmon-Polaritons Extérieur sur un Film Modelé de Golf
Résumé
Mouvement Propre
WITec est un constructeur de l'instrumentation performante pour des applications scientifiques et industrielles concentrées sur les solutions neuves pour la Microscopie Optique et de Lecture de Sonde.
Introduction
La recherche de l'Électronique de Nanoscale et du Groupe de Photonics de Prof. Brongersma à l'Université de Stanford est concentrée sur la fabrication et la caractérisation d'électronique de taille d'un nanomètre et des périphériques optiques. Dans Ce Domaine, Prof. Brongersma vérifie les propriétés optiques des nanostructures métalliques. Ces structures exploitent les seules propriétés des excitations de plasmon sur les surfaces métalliques pour fournir la possibilité de loger, de transmettre et de manipuler la lumière sur une échelle bien plus petite que la longueur d'onde des photons d'incident.
L'Importance de la Grande vitesse Interconnecte pour le Transport de l'Information et d'Énergie
Pour des développements futurs en nanotechnologie, il est essentiel de fournir les voies de transmission qui permettent le transport de paramètres et d'énergie au niveau de nanomètre. Le design d'un réseau dense d'électronique interconnecte qui peut joindre ensemble des nombres énormes de dispositifs de nanoscale sur une puce n'est pas une tâche insignifiante. Les Réductions de l'hauteur de son et de la coupe transversale de métallique interconnecte provoque le chauffage local et une augmentation de la constante de temps de RC (délai) des structures interconnectées.
Avantages des Interconnexions optiques
Les Interconnexions optiques ne montrent pas de tels problèmes. D'ailleurs, les interconnexions optiques ont une capacité de chargement beaucoup plus élevée de l'information à cause de leur plus haute fréquence d'opération. Malheureusement, les interconnexions optiques conventionnelles ne réduisent pas bien. La réduction dans la taille de composants optiques diélectriques est principalement limitée par la limite de diffraction de la lumière. La Fourniture d'un mécanisme qui permet l'interconnexion optique avec différents nanodevices au delà du positionnement de limites par diffraction augmenterait énormément les capacités de traitement de l'information des structures de nanoscale.
Interconnecte Basé sur le Métal Nanostructures
Les nanostructures En Métal possèdent souvent exact l'assemblage correct des propriétés électroniques et optiques pour aborder ces délivrances afin de réaliser le rêve des vitesses de traitement sensiblement plus rapides. Les métaux utilisés généralement dans l'interconnexion électrique telle que le Cu et l'Al permettent l'excitation du plasmon-polaritons extérieur (SPPs). Le SPPs sont des ondes électromagnétiques qui propagent le long d'une surface adjacente de métal-diélectrique et sont accouplés aux électrons libres dans le métal.
Plasmon-Polaritons Extérieur Vérifiant Utilisant Balayer la Microscopie Optique de Nearfield
Afin de vérifier ces derniers le plasmon-polaritons extérieur (SPPs), le groupe de Prof. Brongersma utilise le microscope optique alpha300 S. de nearfield de lecture de WITec. Pour des expériences sur les guides d'ondes plasmonic, l'Électronique de Nanoscale et le Groupe de Photonics chez Stanford a modifié l'alpha300 S dans un microscope de perçage d'un tunnel de lecture de photon (PSTM). Dans le PSTM, le SPPs peut être excité le long d'une construction métallique ou d'une interconnexion en concentrant un laser d'excitation sur la structure utilisant un objectif de microscope. Le bouturage du SPPs peut être imagé utilisant une sonde SNOM-en porte-à-faux microfabricated de WITec. Ces sondes ont une ouverture de sous-longueur d'onde (diamètre environ de 50 nanomètre) à l'apex d'une extrémité pyramidale creuse par laquelle la lumière peut être dispersée, rassemblée, et être puis orientée sur un détecteur photoélectrique, tel qu'un tube photomultiplicateur. Le signe trouvé fournit une mesure de l'intensité de lumière locale directement sous l'extrémité, et en balayant l'extrémité au-dessus de la surface métallique, le bouturage du SPPs peut être imagé. La définition optique réalisable avec l'alpha300 S est de l'ordre de 50 -100 nanomètre.
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Le Schéma 1. (a) image de SEM d'un film d'Au dans lequel une grille de Bragg a été fabriquée utilisant un BOBARD. (b) Image de PSTM d'une onde d'ESPÈCES lancée le long du de film métallique vers la grille de Bragg. La réflexion arrière des ESPÈCES des résultats discordants de Bragg dans l'observation d'une configuration d'interférence d'onde stationnaire.
Vérifier le Bouturage du Plasmon-Polaritons Extérieur sur un Film Modelé de Golf
Le fonctionnement de l'alpha300 S en mode de PSTM peut être illustré en vérifiant le bouturage du SPPs sur un film modelé d'Au (Fig. 1a). Ici, un faisceau d'ions orienté (FIB) a été employé pour définir une suite d'incisions parallèles, qui servent de grille de Bragg pour réfléchir des ondes d'ESPÈCES. Fig. expositions de 1B une image de PSTM d'une onde d'ESPÈCES excitée avec un laser de longueur d'onde de 780 nanomètre et orientée sur la grille de Bragg. La réflexion arrière des ESPÈCES des résultats discordants dans la configuration d'interférence d'onde stationnaire observée dans l'image. De ce type d'expérience, la longueur d'onde du SPPs peut être déterminée d'une façon droite et comparé à la théorie.
La lithographie de faisceau d'électrons a été employée pour produire de 55 pistes épaisses d'Au de nanomètre sur une lamelle de verre2 de SiO avec des largeurs de piste s'échelonnant de 50 nanomètre au µm 5. Les pistes d'Au sont idéales pour des études principales de transport de guide d'ondes car il est facile les fabriquer, n'oxydent pas, et montrent une réaction plasmonic qualitativement assimilée au Cu et Fig. 2a d'Al affiche un micrographe optique d'un dispositif typique se composant d'une grande région d'Au dont le SPPs peut être lancé sur des pistes en métal de largeur variable. Une image de microscopie électronique (SEM) de lecture d'une piste de large de 250 nanomètre est affichée comme vignette. La flèche rouge affiche schématiquement comment la lumière est lancée d'une tache laser orientée dans une 1 piste large de µm. Figs. 2b, 2c, et 2d images de l'exposition PSTM du SPPs excitées à 780 nanomètre et propagation le long µm 3,0 du µm, 1,5, et 0,5 pistes larges d'Au de µm, respectivement. La piste large de 3,0 µm peut être employée pour propager des signes au-dessus de plusieurs dizaines de microns.
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Le Schéma 2. (a) image Optique de microscopie d'un substrat2 de SiO avec un alignement de pistes d'Au fixées à un grand launchpad produit par la lithographie de faisceau d'électrons. La flèche rouge illustre lancer de l'des ESPÈCES dans une 1 piste large de µm. (b, c, et d) images de PSTM de SPPs excitées à 780 nanomètre et propagation le long µm 3,0 de µm, 1,5, et 0,5 pistes larges d'Au de µm, respectivement.
Résumé
L'alpha300 S étant utilisé dans le mode de PSTM, il est possible au bouturage d'ESPÈCES d'image directement dans les structures et des dispositifs plasmonic d'une architecture plus complexe pour déterminer leur comportement. C'est très différent des procédures particulières de caractérisation pour les dispositifs photoniques en lesquels le dispositif est vu comme boîte noire avec des ports d'entrée et sortie. En pareil cas, le fonctionnement de dispositif est impliqué des réactions mesurées aux ports de sortie à différents stimulus fournis aux ports de puissance d'entrée. Le PSTM fournit un avantage dégagé en fournissant une méthode directe pour observer les fonctionnements internes des dispositifs plasmonic, offrant un coup d'oeil à l'intérieur du cadre.
Source : La Lumière de Guidage sur le Nanoscale - État d'Abonnée par WITec
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