Laser istället för fotolitografi minskar produktionskostnaderna för ultra-yt

Forskare vid Moscow Institute of Electronics Technology, ett ryskt statligt forskningsuniversitet, har utvecklat en ny teknik för att skapa komponenter för informationsdisplayer med laserpulser istället för litografi. Detta kommer att påskynda minskningen av produktionskostnaderna för nästa generations bildskärmar och ultraytor för olika optiska system. Resultaten publiceras i det nya numret av Applied Surface Science.
Hyperytor är strukturer med periodiska mönster som kan användas för att kontrollera elektromagnetiska vågor och ljusvågor. På denna basis kan dielektriska och metalliska material såväl som fasförändringsmaterial användas. Och fasförändringsmaterial kan förändra fastillståndet och därmed de egenskaper som beror på den yttre strålningen.
På basis av hyperytor gjorda av fasförändringsmaterialet GST (föreningar av germanium-antimon-tellur-systemet) har forskare utvecklat nya kompakta enheter som kan visa information med hjälp av ljusvågor. Dessa inkluderar ultratunna skärmar, augmented och virtual reality-headset och holografiska projektorer. Processen att nanostrukturera tunnfilmsytor för att omvandla dem till multifunktionella ytor har dock hittills utförts med hjälp av arbetsintensiv och kostsam fotolitografi. Den nödvändiga superytbilden skapas först på en mall (mask) och överförs sedan till objektet med en vald upplösning.
För att minska kostnaderna för bildning av tunnfilmsstrukturer och för att påskynda processen använder Moskvainstitutet för elektronik och teknik, tillsammans med andra vetenskapliga institutioner, laserpulser istället för fotolitografi. Enligt forskarna kan man med hjälp av laserbestrålning i ultrakorta pulser skapa beställda nanostrukturer på GST snabbare och enklare. För att bilda en ordnad yta används en förimplementerad process, där det tidigare materialet förstörs i närvaro av lasern. Den största fördelen med lösningen är att pulsen utlöser självorganiseringen av strukturer på ytan. Beroende på intensiteten och antalet pulser kan 3 olika typer av strukturer bildas, varav de mest spännande är periodiskt arrangerade nanosfärer av samma storlek. Dessa former är svåra att forma och har en radie på upp till 150 nanometer.
Tidigare var det omöjligt att få dem i dessa material utan användning av ytterligare tekniker, men nu behövs ingen utrustning för att få nanosfärer av samma stil, förutom laseranordningen och själva filmen. Dessa sfärer produceras som ett resultat av sönderfallet av smälta filament. I det här fallet orsakar ökningen av energin från laserbestrålning en massöverföringsprocess, vilket leder till omvandlingen av nanosfärkedjorna till periodisk lättnad. Ovanstående teknik gör det möjligt att skapa högordnade nanolenser och optiska nanogratings, som förväntas integreras ytterligare med olika optiska system, inklusive informationsdisplaysystem.