funkční vzorek

Základní dva problémy při výrobě kovových optických metapovrchů pomocí elektronové litografie na transparentních nevodivých substrátech jsou problém laterálního rozlišení v řádu desítek nanometrů a problém odvádění akumulovaného náboje během výroby pryč ze substrátu. Proto byl vyvinut a optimalizován technologický postup, který využívá dvou vrstev rezistu, přičemž spodní vrstvu tvoří tlustší nevodivý rezist s vysokou rozlišovací schopností a horní vrstva tvoří tenký vodivý rezist, který sice nedosahuje tak vysokého rozlišení jako spodní rezist, ale dokáže odvádět přebytečný náboj. Celý technologický postup sestává z pěti kroků: (1) čištění a vyhřívání substrátu, (2) nanášení dvou vrstev rezistu pomocí odstředivého lití, (3) expozice elektronovým svazkem, (4) depozice aktivní kovové vrstvy a (5) odstranění přebytečného rezistu a kovu. Čištění substrátu probíhá postupně v acetonu a izopropylalkoholu po dobu 2 min, kde kádinka se vzorkem a roztokem je navíc umístěna v ultrazvukové čističce. Poté se substrát opláchnut pod demineralizovanou vodou a povrch je osušen proudem dusíku a vyhřát na 100 °C na plotýnce. Pomocí odstředivého lití při 4000 ot/min po dobu 60 s jsou na substrát postupně naneseny dvě vrstvy elektronového rezistu, nejprve AR-P 6200.07 (CSAR 62) a poté rezist AR-PC 5090.02 (Electra 92) jako tenká vodivá vrstva. Parametry expozice pomocí elektronového svazku byly: energie 30 keV, proud 25 pA, velikost stopy 5 nm a dávka 140 µC/cm2. Vyvolání probíhalo ve vývojce AR 600-546 po dobu 1 min a ustavení leptání pak proběhlo v demineralizované vodě po dobu 30 s. Pro depozici kovové vrstvy byla využita metoda napařování, kde byly postupně připraveny 3 nm vrstva Ti jako adhezní vrstva, a poté 50 nm vrstva Au jako opticky aktivní kov. V posledním kroku byly odstraněny zbytky rezistu s přebytečným kovem pomocí AR 600-71 po dobu několika hodin (tj. metoda lift-off) s následným očistěním v izopropylalkoholu a demineralizované vodě. Topografie výsledných vyrobených kovových nano-struktur byla kontrolována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Optická odezva stavebních kamenů pro metapovrchy (různé průměry nano-disků) byla poté kontrolována pomocí konfokální optické spektroskopie a získaná optická spektra byla porovnána se spektry získanými z numerických simulací metodou konečných diferencí v časové doméně.

Kovové metapovrchy; elektronová litografie; optická spektroskopie; elektronová mikroskopie

29. 12. 2019

CEITEC VUT

K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

http://surfaces.fme.vutbr.cz/laboratories/developed-instruments/2019-meta/