Fotolitograafia asemel laser vähendab ülipinnaga tootmiskulusid

Venemaa riikliku teadusülikooli Moskva elektroonikatehnoloogia instituudi teadlased töötasid välja uue tehnoloogia infokuvamisseadmete komponentide loomiseks, kasutades litograafia asemel laserimpulsse. See kiirendab erinevate optiliste süsteemide järgmise põlvkonna kuvarite ja ultrapindade tootmiskulude vähendamist. Tulemused avaldatakse ajakirja Applied Surface Science uues numbris.
Hüperpinnad on perioodiliste mustritega struktuurid, mida saab kasutada elektromagnetiliste ja valguslainete juhtimiseks. Selle põhjal saab kasutada dielektrilisi ja metallilisi materjale ning faasimuutusmaterjale. Ja faasimuutusmaterjalid võivad muuta faasi olekut ja seega omadusi, mis sõltuvad välisest kiirgusest.
Faasimuutusmaterjalist GST (germaanium-antimoni-telluriumi süsteemi ühendid) valmistatud hüperpindade põhjal on teadlased välja töötanud uued kompaktsed seadmed, mis suudavad valguslainete abil infot kuvada. Nende hulka kuuluvad üliõhukesed ekraanid, liit- ja virtuaalreaalsuse peakomplektid ning holograafilised projektorid. Kuid õhukese kile pindade nanostruktureerimise protsess, et muuta need multifunktsionaalseteks pindadeks, on seni toimunud töömahuka ja kuluka fotolitograafia abil. Vajalik ülipinnapilt luuakse esmalt mallile (maskile) ja kantakse seejärel valitud resolutsiooniga objektile.
Õhukese kilestruktuuri moodustamise kulude vähendamiseks ja protsessi kiirendamiseks kasutab Moskva Elektroonika- ja Tehnoloogiainstituut koos teiste teadusasutustega fotolitograafia asemel laserimpulsse. Teadlaste sõnul saab ülilühikeste impulsside laserkiirguse abil luua järjestatud nanostruktuure GST-l kiiremini ja lihtsamalt. Korrastatud pinna moodustamiseks kasutatakse eelnevalt teostatud protsessi, mille käigus eelnev materjal hävitatakse laseri juuresolekul. Lahenduse peamine eelis on see, et impulss käivitab pinnal olevate struktuuride iseorganiseerumise. Sõltuvalt impulsside intensiivsusest ja arvust võib moodustuda 3 erinevat tüüpi struktuure, millest kõige intrigeerivamad on perioodiliselt paigutatud ühesuurused nanosfäärid. Neid kujundeid on raske moodustada ja nende raadius on kuni 150 nanomeetrit.
Varem oli neid nendes materjalides võimatu ilma täiendavaid tehnikaid kasutamata saada, kuid nüüd pole sama stiili nanosfääride saamiseks vaja mingeid seadmeid, välja arvatud laserseade ja kile ise. Need kerad tekivad sulanud filamentide lagunemise tulemusena. Sel juhul põhjustab laserkiirguse energia suurenemine massiülekande protsessi, mis viib nanosfääri ahelate muutumiseni perioodiliseks reljeefiks. Ülaltoodud tehnika võimaldab luua väga järjestatud nanoläätsesid ja optilisi nanovõresid, mida loodetakse täiendavalt integreerida erinevate optiliste süsteemidega, sealhulgas teabe kuvamissüsteemidega.