激光納米加工的突破性進(jìn)展
一種新方法利用空間光調(diào)制和激光脈沖在硅內(nèi)部實現(xiàn)了精確的納米制造，創(chuàng)造出先進(jìn)的納米結(jié)構(gòu)，有望用于電子學(xué)和光子學(xué)領(lǐng)域。 PfyRZ[3)c
硅是現(xiàn)代電子學(xué)、光伏學(xué)和光子學(xué)的基石，由于現(xiàn)有光刻技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)上僅限于表面級納米制造。現(xiàn)有的方法要么無法穿透晶片表面而不造成改變，要么受限于硅激光光刻技術(shù)的微米級分辨率。 8)sg_JC
Richard Feynman有一句名言："底層大有可為（There’s plenty of room at the bottom）“，這一突破與在納米尺度上探索和操縱物質(zhì)的愿景不謀而合。Bilkent團(tuán)隊開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)超越了目前的限制，能夠以前所未有的控制方式控制制造深埋在硅片內(nèi)部的納米結(jié)構(gòu)。 *9J1$Wa
納米級制造的突破 tG/1pW
該團(tuán)隊解決了硅片內(nèi)部復(fù)雜光學(xué)效應(yīng)和激光固有衍射極限的雙重挑戰(zhàn)。他們采用了一種特殊的激光脈沖，通過一種稱為空間光調(diào)制的方法產(chǎn)生了這種激光脈沖，從而克服了這些難題。光束的非衍射特性克服了以前阻礙精確能量沉積的光學(xué)散射效應(yīng)，從而在晶片內(nèi)部產(chǎn)生極小的局部空隙。在這一過程之后，會產(chǎn)生一種新興的播種效應(yīng)，即預(yù)先形成的表面下納米空洞會在其鄰近周圍形成強(qiáng)大的場增強(qiáng)效應(yīng)。這一新的制造機(jī)制比最先進(jìn)的技術(shù)提高了一個數(shù)量級，可實現(xiàn)小至 100 納米的特征尺寸。 v51E Xf
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硅片內(nèi)部多維激光納米光刻概念 oAY_sg+
先進(jìn)的納米光刻激光技術(shù) 9SY(EL
Tokel 教授解釋道："我們的方法基于將半導(dǎo)體材料中的激光脈沖能量定位到極小的體積，這樣就可以利用類似于等離子體學(xué)中的新興場增強(qiáng)效應(yīng)。這樣就可以直接在材料內(nèi)部實現(xiàn)亞波長和多維控制。我們現(xiàn)在可以制造埋在硅中的納米光子元件，例如具有高衍射效率和甚至光譜控制能力的納米光柵�！� BjiYv}J
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采用調(diào)制光束的納米光刻技術(shù) Sr&T[ex,.
通過激光偏振加強(qiáng)納米制造 _vL<h$vD
研究人員使用了空間調(diào)制激光脈沖，在技術(shù)上相當(dāng)于貝塞爾函數(shù)。利用先進(jìn)的全息投影技術(shù)產(chǎn)生的這種特殊激光束的非衍射特性可實現(xiàn)精確的能量定位。這反過來又導(dǎo)致了足以在小體積內(nèi)改變材料的高溫和高壓值。值得注意的是，由此產(chǎn)生的場增強(qiáng)一旦建立，就會通過播種型機(jī)制自我維持。簡而言之，早期納米結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生有助于后期納米結(jié)構(gòu)的制造。激光偏振的使用為納米結(jié)構(gòu)的排列和對稱性提供了額外的控制，從而能夠高精度地創(chuàng)建各種納米陣列。 ?yp0$r/
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偏振加強(qiáng)納米加工 B
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該研究的第一作者Asgari Sabet博士說："通過利用激光與材料相互作用系統(tǒng)中的各向異性反饋機(jī)制，我們在硅中實現(xiàn)了偏振控制的納米光刻技術(shù)。這種能力使我們能夠在納米尺度上指導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)的排列和對稱�！� co/7l
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