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林:音,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST),沙特阿拉伯
这些眼镜被称为metalenses。他们在批处理是可以伪造的,即,数百名metalenses可以同时制作在同一晶片就像电脑芯片。几何图形是薄只有几百微指令包括衬底(有效的地区只有几微米厚)。虽然这些镜头可能不是有用的大型设备,如大型望远镜,它显示了巨大的潜力等小型便携设备虚拟现实显示,手机摄像头,和内窥镜检查。
在传统的透镜,材料的厚度是用来控制光的阶段。然而,metalens,阶段是由亚波长结构的一个数组。数组中的每个元素,像小天线,对入射光相移;因为元素之间的间距小于
操作波长,这种图案表面表现为一个连续的表面与入射光连续相模式。它提供了通用的波前整形功能,因为我们是工程的波阵面像素像素。
一种机制来控制当地的阶段是利用Pancharatnam-Berry (P-B)阶段。这样一个阶段时可以实施圆偏振光通过各向异性位于鳍形纳米结构。P-B阶段是线性正比于每个元素的旋转角。这是一个非常健壮的现象。甚至制造的缺点(如纳米结构的缺陷形状和高度)不会影响它只要旋转角度。通过工程每个元素的旋转角度,因此光学相位,可以控制光传播。
扫描电镜的图像显示了一个聚焦透镜抛物线相剖面,这就是为什么当我们看图片,有样品的光学错觉由环与不同的高度。
旋转:nanofin的旋转结构,创建一个Pancharatnam-Berry阶段metalens应用metalens模式是由电子束光刻技术在氮化镓外延层。bob综合app官网登录模式的最小特征尺寸为200 nm和100 nm的最小距离。后一层镍金属沉积的蚀刻掩模发射过程。最后,ICP / RIE蚀刻过程用于制造高纵横比nanofins。结合物理腐蚀使用Ar以及化学腐蚀使用Cl2等离子体改善腐蚀率。配方优化获得最大的长宽比和完美的垂直侧壁。
样品由GaN nanofins蓝宝石衬底。首先,模式设计和写在电子束光刻的晶片。然后一层镍沉积在晶片之后发射过程。最终,一层镍硬掩模在晶片。虽然这是很薄的,它受限于发射过程的有效性。
在此过程中最具挑战性的部分是高纵横比的蚀刻nanofins。每个nanofin约200海里的宽度和高度是1.5 ~嗯,和最窄差距几十纳米。我们使用了牛津仪器Plabob平台下载手机版smaLab系统100来实现这一点。蚀刻在Ar等离子体和Cl的气体混合物2/ BCl3结合基于“增大化现实”技术的等离子体的物理腐蚀和氯的化学腐蚀2/ BCl3。获得最高的刻蚀选择性和垂直侧壁,有相当多的蚀刻参数调优,如功率、ICP权力,Cl2/ BCl3比,和压力。
两个主要因素在起作用,一方面,我们希望更多的化学腐蚀达到更高的选择性,因为金属掩膜相对较薄。另一方面,我们希望更多的物理刻蚀得到垂直侧壁。实际配方罢工之间的平衡这两个过程。最终,通过优化配方,我们能够达到选择性之间的约30倪GaN和井壁质量很好。
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