Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Sequenzielle Passivierung und Reagierende IonenRadierung Eingesetzt, um Kristalle 3D Zu Produzieren Photonische

Published on October 6, 2012 at 2:51 AM

In der modernen Telekommunikation trägt Leuchte numerische Information über Kilometern innerhalb der Sekunden. Angepasste optische Materialien steuern die Lichtsignale. Im FLUGHANDBUCH-Zapfen stellen Forscher von Berlin, Löwen und von Karlsruhe-Fachhochschule Eine Methode photonischen Kristallen des Erzeugnisses dar. Ihre optischen Eigenschaften werden durch Zellen der Mikrometergröße eingestellt. Die Methode ist schnell einfach, billig, und und verwendet teils das Selbsteinteilung Prinzip (DOI: 10.1002/adfm.201201138).

Tief unterhalb der Silikonoberfläche, produziert die SPRIE-Methode regelmäßige Zellen in der Mikrometerreichweite, die Leuchte brechen. Foto: KIT/CFN

„Optische Eigenschaften von Materialien können durch spezifisches structurization entscheidend beeinflußt werden,“ erklärt Andreas Frölich von Karlsruhe-Fachhochschule. Silikon wird in den Bauteilen, z.B. Filter oder Ablenker, für Telekommunikation verwendet. Bis jetzt jedoch sind alle diese Bauteile flach gewesen, d.h. zweidimensional. Völlig neue Konzepte wären möglicherweise unter Verwendung der dreidimensionalen Bauteile durchführbar. Die Ausgaben, die benötigt werden, um das Silikon zu strukturieren, sind sehr hoch. Die Zelle muss in allen drei räumlichen Richtungen sehr regelmäßig sein und Sonderkommandos sollen die Größe von ungefähr einem Mikrometer haben, der einer Hundertstel der Stärke eines Haares entspricht.

„Unsere neuen SPRIE-Fälschungsmethoden verwendet festlegten Technologien, wie Radierung und innovative Methoden wie Selbsteinteilung und kombiniert sie in einer sehr kreativen Art,“ sagt Martin Wegener, Professor des Instituts der Angewandten Physik und des Instituts der Nanotechnologie des SATZES und des Koordinators der DFG-Mitte für Funktions-Nanostructures (CFN). Die SPRIE-Methode wird am Zellensilikon auf großen Gebieten in einer einfachen und dreidimensionalen Art angewendet. Zuerst wird eine Lösung mit Mikrometer-groß Kugeln des Polystyrens an der Silikonoberfläche angewendet. Nachdem sie getrocknet haben bilden sich diese Kugeln automatisch in einer dichten monomolekularen Schicht auf dem Silikon. Nach Metallbeschichtung und dem Ausbau der Kugeln, der Bienenwabenätzmaske bleibt auf der Silikonoberfläche.

„Diese Ätzmaske ist unsere zweidimensionale Schablone für den Bau der dreidimensionalen Zelle, „sagt Frölich. Die freien Bereiche werden durch die Ätzung mit einem reagierenden Plasmagas gelöscht. Ein elektrischer Bereich wird angewendet, um die Gaspartikelätzung nur in die Tiefe oder homogen in allen Richtungen zu machen. „Darüber hinaus, können wir die Wände des Loches speziell passivieren, also bedeutet es, dass es wird geschützt vor weiterer Radierung durch eine Polymerschicht.“

Wiederholte Radierung und Passivierung lässt die Löcher von der Ätzmaske wachsen in die Tiefe. Mit bis 10 Mikrometern überschreitet ihre Tiefe ihre Breite durch einen Faktor von mehr als 10. Die Prozessschritte und der elektrische Bereich werden genau eingestellt, um die Zelle der Wände zu steuern. Anstelle eines einfachen Loches mit vertikalen glatten Wänden, jedem Radierungsschritt produziert eine kugelförmige Krise mit einer gebogenen Oberfläche. Diese Biegung ist die Basis für den Regular, der Zellen von neuen Hohlleitern wiederholt. „Optische Telekommunikation findet an einer Wellenlänge von µm 1,5 statt. Mit unserer Radierungsmethode produzieren wir eine gewölbte Zelle in der Mikrometerreichweite entlang der Wand.“ Der Bereich an nah anliegendem und sehr tiefe, strukturierte Löcher wirkt wie ein regelmäßiger Kristall, der in der gewünschten Art bricht.

Die Methode SPRIE (Sequenzielle Passivierung und Reagierende IonenRadierung) kann einen dreidimensionalen photonischen Kristall innerhalb einigen Protokolls produzieren, da sie auf herkömmlichen industriellen Prozessen basiert. Prinzipiell kann eine dreidimensionale Zelle im Silikon unter Verwendung einer frei choosable Maske erzeugt werden. Dieses erschließen neue Möglichkeiten für das Erfüllen der Bedingungen, die auf optischen Bauteilen in der Telekommunikation gemacht werden. Verschiedene Auslegungen von photonischen Kristallen sind erhältlich. Einige werden als Hohlleiter mit sehr kleinen Biegungsradien und kleinen Verlusten oder als extrem Klein-band optische Filter und Mehrfachkoppler angewendet. In wenige Jahrzehnte wären möglicherweise die Computer, die mit Leuchte anstelle des Stroms arbeiten, durchführbar. Abgesehen von SATZ wurden das Belgische Université-catholique De Löwen und Humboldt-Universität, Berlin, in die Entwicklung miteinbezogen.

Quelle: http://www.kit.edu/

Last Update: 6. October 2012 08:38

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit