역사적 장벽을 극복하다
현대 전자공학, 광전지, 포토닉스의 초석인 실리콘은 현재의 리소그래피 기술로 인한 문제로 인해 전통적으로 표면 수준의 나노제조로 제한되어 왔습니다. 사용 가능한 방법은 변화를 일으키지 않고 웨이퍼 표면을 관통하지 못하거나 실리콘 내 레이저 리소그래피의 미크론 규모 해상도에 의해 제한됩니다. Richard Feynman의 유명한 명언인 “바닥에는 공간이 충분합니다”라는 정신에 따라, 이 획기적인 발전은 나노 수준에서 물질을 탐색하고 조작하려는 비전과 일치합니다. Bilkent 팀이 개발한 혁신적인 기술은 현재의 한계를 뛰어넘어 전례 없는 제어로 실리콘 칩 내부 깊숙이 묻혀 있는 나노 구조의 제어된 제조를 가능하게 합니다.
팀은 칩 내의 복잡한 광학 효과와 레이저 광의 고유한 회절 한계라는 이중 과제를 해결했습니다. 그들은 공간 광 변조라는 접근 방식을 통해 생성된 특별한 유형의 레이저 펄스를 사용하여 이러한 문제를 극복했습니다. 빔의 비회절 특성은 이전에 정확한 에너지 증착을 방해했던 광학 산란 효과를 극복하여 웨이퍼 내에 국부적인 간격이 매우 작아지게 합니다. 이 과정 뒤에는 미리 형성된 표면 아래 나노기공이 바로 이웃한 주변에 강력한 장 강화를 생성하는 긴급 파종 효과가 뒤따릅니다. 이 새로운 제조 시스템은 최첨단 기술에 비해 한 단계 개선되어 피처 크기를 100나노미터까지 낮출 수 있습니다.
“우리의 접근 방식은 반도체 재료 내에서 레이저 펄스의 에너지를 매우 작은 부피로 국한시키는 것에 기반을 두고 있으며, 이를 통해 플라즈모닉에서 발견되는 것과 유사한 새로운 장 강화 효과를 활용할 수 있습니다. 이는 하위 파장 및 다차원 제어로 이어집니다. 자료 내에서 직접”이라고 교수가 설명했습니다. 위임장. “이제 우리는 높은 회절 효율과 스펙트럼 제어 기능을 갖춘 나노그리드와 같이 실리콘에 묻혀 있는 나노광자 요소를 제작할 수 있습니다.”
연구진은 기술적으로 베셀 함수에 해당하는 공간 변조 레이저 펄스를 사용했습니다. 고급 홀로그램 투영 기술을 사용하여 생성된 이 특수 레이저 빔의 비회절 특성으로 인해 에너지의 위치를 정확하게 찾을 수 있습니다. 결과적으로 재료를 작은 크기로 수정하기에 충분히 높은 온도와 압력 값이 발생합니다. 놀랍게도, 일단 확립된 결과 필드의 향상은 파종 유형 메커니즘을 통해 계속됩니다. 간단히 말해서, 초기 나노구조의 생성은 후속 나노구조의 제작에 도움이 됩니다. 레이저 편광을 사용하면 나노 구조의 정렬 및 대칭을 추가로 제어할 수 있어 고정밀로 다양한 나노 어셈블리를 만들 수 있습니다.
레이저-물질 상호작용 시스템에 존재하는 이방성 피드백 메커니즘을 활용함으로써 우리는 실리콘에서 편광 제어 나노프린팅을 달성할 수 있었습니다. 이 연구의 제1저자인 Askari Thabet 박사는 말했습니다. 나노규모 수준에서 나노구조의 정렬 및 조정.”
연구팀은 회절 한계를 넘어서는 특성을 지닌 대규모 나노구조를 시연해 매립된 광자 나노요소의 진위 여부를 입증했습니다. 이러한 개발은 독특한 건축 구조를 가진 나노 규모 시스템의 개발에 중요한 영향을 미칩니다. “우리는 이 가장 중요한 기술 소재의 새로운 디자인 자유가 전자 및 포토닉스 분야에서 흥미로운 응용 분야를 찾을 것이라고 믿습니다”라고 Tawakil은 말했습니다. “회절 한계를 초월하는 특성과 다차원 제어는 메타 표면, 메타 물질, 광결정, 수많은 정보 처리 애플리케이션, 심지어 통합된 3D 광전자 시스템과 같은 미래의 발전을 의미합니다.”
Tokil 교수는 “우리의 연구 결과는 실리콘 제조에 대한 새로운 패러다임을 제시합니다. 실리콘 내에서 직접 나노 규모로 제조할 수 있는 능력이 보다 진보된 통합 및 포토닉스를 향한 새로운 분야를 열었기 때문에 이제 나노 제조가 “풀 3D”인지 묻기 시작할 수 있습니다. 실리콘으로 인쇄하는 것이 가능하며 우리의 연구가 이 방향의 첫 번째 단계입니다.”
연구원 소개
연구팀은 빌켄트대학교 물리학과 및 국립나노기술연구센터 소속 Rana Askari Thabet, Aqiq Işrak, Alperin Saltik, Mehmet Botun 및 Onur Tokil로 구성되어 있습니다. 그들의 전문 지식은 광학, 재료 과학, 나노기술을 포함한 다양한 분야에 걸쳐 있습니다.
출판 및 가용성
/일반 버전. 원래 조직/저자의 이 자료는 본질적으로 연대순일 수 있으며 명확성, 스타일 및 길이를 위해 편집되었습니다. Mirage.News는 기업의 입장이나 당사자를 받아들이지 않으며 여기에 표현된 모든 의견, 입장 및 결론은 전적으로 작성자의 것입니다. 여기에서 전체 보기를 할 수 있습니다.
“트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다.”