Laser i stedet for fotolitografi reduserer produksjonskostnadene for ultra-overflate

Forskere ved Moscow Institute of Electronics Technology, et russisk statlig forskningsuniversitet, har utviklet en ny teknologi for å lage komponenter for informasjonsdisplayenheter ved hjelp av laserpulser i stedet for litografi. Dette vil akselerere reduksjonen av produksjonskostnadene for neste generasjons skjermer og ultraoverflater for ulike optiske systemer. Funnene er publisert i den nye utgaven av Applied Surface Science.
Hyperoverflater er strukturer med periodiske mønstre som kan brukes til å kontrollere elektromagnetiske bølger og lysbølger. På dette grunnlaget kan dielektriske og metalliske materialer samt faseendringsmaterialer brukes. Og faseendringsmaterialer kan endre fasetilstanden og dermed egenskapene som avhenger av den ytre strålingen.
På grunnlag av hyperoverflater laget av faseendringsmaterialet GST (forbindelser av germanium-antimon-tellur-systemet), har forskere utviklet nye kompakte enheter som kan vise informasjon ved hjelp av lysbølger. Disse inkluderer ultratynne skjermer, hodesett med utvidet og virtuell virkelighet og holografiske projektorer. Imidlertid har prosessen med nanostrukturering av tynnfilmsoverflater for å forvandle dem til multifunksjonelle overflater så langt blitt utført ved bruk av arbeidskrevende og kostbar fotolitografi. Det nødvendige super-overflatebildet lages først på en mal (maske) og overføres deretter til objektet med en valgt oppløsning.
For å redusere kostnadene ved dannelse av tynnfilmstruktur og for å fremskynde prosessen, bruker Moskva-instituttet for elektronikk og teknologi, sammen med andre vitenskapelige institusjoner, laserpulser i stedet for fotolitografi. Ifølge forskerne kan det ved hjelp av laserbestråling i ultrakorte pulser lages bestilte nanostrukturer på GST raskere og enklere. For å danne en ordnet overflate benyttes en forhåndsimplementert prosess, hvor det forrige materialet blir ødelagt i nærvær av laseren. Hovedfordelen med løsningen er at pulsen utløser selvorganisering av strukturer på overflaten. Avhengig av intensiteten og antall pulser kan det dannes 3 forskjellige typer strukturer, hvorav de mest spennende er periodisk arrangerte nanosfærer av samme størrelse. Disse formene er vanskelige å forme og har en radius på opptil 150 nanometer.
Tidligere var det umulig å få dem i disse materialene uten bruk av tilleggsteknikker, men nå er det ikke nødvendig med utstyr for å få nanosfærer av samme stil, bortsett fra laserenheten og selve filmen. Disse kulene er produsert som et resultat av nedbrytning av smeltede filamenter. I dette tilfellet forårsaker økningen i energien til laserbestråling en masseoverføringsprosess, som fører til transformasjon av nanosfærekjedene til periodisk lettelse. Teknikken ovenfor gjør det mulig å lage høyt ordnede nanolenser og optiske nanograteringer, som forventes å bli ytterligere integrert med ulike optiske systemer, inkludert informasjonsdisplaysystemer.