Besproken Onderwerpen
Achtergrond
Inleiding
Het Belang van Hoge Snelheid Verbindt voor het Vervoer van de Informatie en van de Energie onderling
Voordelen van Optische verbindingen
Verbindt Gebaseerd op Metaal Nanostructures onderling
Het Onderzoeken van Oppervlakte plasmon-Polaritons die de Optische Microscopie van Nearfield van het Aftasten Gebruiken
Het Onderzoeken van de Propagatie van Oppervlakte plasmon-Polaritons op een Gevormde Film van het Golf
Samenvatting
Achtergrond
WITec is een fabrikant van krachtige instrumentatie voor wetenschappelijke en industriële toepassingen concentreerde zich op nieuwe oplossingen voor de Microscopie van de Optische en Sonde van het Aftasten.
Inleiding
Het onderzoek van de Elektronika Nanoscale en de Groep Photonics Prof. Brongersma bij de Universiteit van Stanford wordt geconcentreerd op de vervaardiging en de karakterisering van nanometer-gerangschikte elektronische en optische apparaten. Op dit gebied, onderzoekt Prof. Brongersma de optische eigenschappen van metaalnanostructures. Deze structuren exploiteren de unieke eigenschappen van plasmon opwindingen op metaaloppervlakten om de mogelijkheid te verstrekken om licht op schaal veel te beperken over te brengen en te manipuleren kleiner dan de golflengte van de inherente fotonen.
Het Belang van Hoge Snelheid Verbindt voor het Vervoer van de Informatie en van de Energie onderling
Voor toekomstige ontwikkelingen in nanotechnologie, is het essentieel om communicatiekanalen te verstrekken die gecontroleerd informatie en energievervoer op het nanometerniveau toestaan. Het ontwerp van een dicht netwerk van elektronisch verbindt onderling dat enorme aantallen nanoscaleapparaten op een spaander kan verbinden is geen onbelangrijke taak. De Verminderingen van de hoogte en de dwarsdoorsnede van metaal verbindt leidt tot het lokale verwarmen en een verhoging van de tijdsconstante RC (vertraging) van onderling verbonden structuren onderling.
Voordelen van Optische verbindingen
De Optische verbindingen stellen dergelijke problemen niet tentoon. Voorts hebben de optische verbindingen een veel hoger informatie laadvermogen wegens hun hogere werkende frequentie. Jammer Genoeg, goed verlagen de conventionele optische verbindingen niet. De vermindering van grootte van diëlektrische optische componenten wordt fundamenteel beperkt door de diffractiegrens van licht. Het Verstrekken van een mechanisme dat optische interconnectie met individuele die nanodevices voorbij de grenzen toestaat door diffractie worden geplaatst zou enorm de informatieverwerkingsmogelijkheden van nanoscalestructuren uitbreiden.
Verbindt Gebaseerd op Metaal Nanostructures onderling
Nanostructures van het Metaal bezitten vaak precies de juiste combinatie elektronische en optische eigenschappen om deze onderwerpen te behandelen om de droom van beduidend snellere verwerkingssnelheden te realiseren. De metalen algemeen in elektrointerconnectie zoals Cu en Al worden gebruikt staan de opwinding van oppervlakteplasmon die (SPPs) toe. SPPs is zich elektromagnetische golven die langs een metaal-diëlektrische interface verspreiden en aan de vrije elektronen in het metaal gekoppeld.
Het Onderzoeken Oppervlakte plasmon-Polaritons die de Optische Microscopie van Nearfield van het Aftasten Gebruiken
om deze te onderzoeken gebruikt het oppervlakte (SPPs)plasmon -plasmon-polaritons, de groep Prof. Brongersma de WITec aftasten nearfield optische microscoop alpha300 S. Voor experimenten op plasmonic golfgeleiders, hebben de Elektronika Nanoscale en de Groep Photonics in Stanford alpha300 S in een een tunnel gravende microscoop van het fotonaftasten gewijzigd (PSTM). In PSTM, kan SPPs langs een metaalstructuur worden opgewekt of onderling verbinden door een opwindingslaser op de structuur te concentreren gebruikend een microscoopdoelstelling. De propagatie van SPPs kan imaged zijn gebruikend a microfabricated SNOM-Cantilever WITec sonde. Deze sondes hebben een sub-golflengteopening (ongeveer 50 NMdiameter) bij de top van een hol piramidaal uiteinde waardoor kan worden verspreid, aansteek worden verzameld en, dan naar een fotodetector, zoals een photomultiplier buis worden geleid. Het ontdekte signaal verstrekt een maatregel direct van de lokale lichtintensiteit onderaan het uiteinde, en door het uiteinde over de metaaloppervlakte af te tasten, kan de propagatie van SPPs imaged zijn. De optische resolutie uitvoerbaar met alpha300 S is in de waaier van 50 -100 NM.
.jpg)
Figuur 1. (a) het beeld van SEM van een film van Au waarin grating Bragg gebruikend FIB is vervaardigd. (b) die het beeld van PSTM van een golf van SOORTEN langs de metaalfilm naar grating Bragg wordt gelanceerd. De achterbezinning van SOORTEN van grating Bragg resulteert in de observatie van een bevindend patroon van de golfinterferentie.
Het Onderzoeken van de Propagatie van Oppervlakte plasmon-Polaritons op een Gevormde Film van het Golf
De verrichting van alpha300 S op wijze PSTM kan worden geïllustreerd door de propagatie van SPPs op een gevormde film van Au te onderzoeken (Fig. 1a). Hier, werd een geconcentreerde ionenstraal (FIB) gebruikt om een reeks parallelle groeven te bepalen, die als grating Bragg dienen om op de golven van SOORTEN te wijzen. Fig. 1B toont een beeld PSTM van een golf van SOORTEN met een laser van de 780 die NMgolflengte wordt en naar grating Bragg wordt geleid opgewekt die. De achterbezinning van SOORTEN van grating resulteert in het bevindende die patroon van de golfinterferentie in het beeld wordt waargenomen. Van dit type van experiment, kan de golflengte van SPPs op een ongecompliceerde manier worden bepaald en bij theorie worden vergeleken.
De elektronenstraallithografie is gebruikt om strepen van 55 NM de dikke Au op een2 glasplaatje SiO met streepbreedten te produceren die zich van 50 NM aan 5 µm uitstrekken. De strepen van Au zijn ideaal voor de fundamentele studies van het golfgeleidervervoer aangezien zij gemakkelijk zijn te vervaardigen, oxyderen en geen kwalitatief gelijkaardige plasmonic reactie op Cu tentoonstellen en Al. Fig. 2a toont een optische micrograaf van een typisch apparaat die uit een groot gebied van Au bestaan waarvan SPPs op metaalstrepen van variërende breedte kan worden gelanceerd. Een beeld van de aftasten (SEM)elektronenmicroscopie van een 250 NM brede streep wordt getoond als bijvoegsel. De rode pijl toont schematisch hoe het licht van een geconcentreerde laservlek in a1µm brede streep wordt gelanceerd. Fign. 2b, 2c, en tweede tonen beelden PSTM van SPPs bij 780 NM en het verspreiden zich langs 3.0 µm, 1.5 µm, en 0.5 brede strepen die van Au worden opgewekt µm, respectievelijk. Brede streep 3.0 µm kan worden gebruikt om signalen meer dan verscheidene tientallen microns te verspreiden.
.jpg)
Figuur 2. (a) Optisch de microscopiebeeld van een substraat2 SiO met een serie van de strepen van Au in bijlage aan een grote die launchpad door elektronenstraallithografie wordt geproduceerd. De rode pijl illustreert de lancering van SOORTEN in a1µm brede streep. (B, c, en D) beelden PSTM van SPPs bij 780 NM en het verspreiden zich langs 3.0 µm, 1.5 µm, en 0.5 brede strepen die van Au worden opgewekt µm, respectievelijk.
Samenvatting
Met alpha300 S op de wijze PSTM wordt gebruikt, is het mogelijk direct aan de propagatie van beeldSOORTEN in plasmonic structuren en apparaten van complexere architectuur om hun gedrag te bepalen dat. Dit is vrij verschillend van typische karakteriseringsprocedures voor photonic apparaten waarin het apparaat als zwarte doos met input en outputhavens wordt gezien. In zulke gevallen die, wordt de apparatenverrichting van reacties geconcludeerd bij outputhavens aan verschillende die stimuli worden gemeten bij de inputhavens worden verstrekt. PSTM verstrekt een duidelijk voordeel door een directe methode te verstrekken om de binnenwerkingen van plasmonic apparaten waar te nemen, gluurt aanbieden binnen de doos.
Bron: Leidend Licht op Nanoscale - het Rapport van de Klant door WITec
Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve WITec.