最近、北京理工大学の Weina Han 氏、Jiang Lan 院士らは、Advanced Materials 誌に位相-変調フェムト秒レーザー非回折ビーム リソグラフィー技術を提案する論文を発表しました。-
アキシャルプリズム位相とブレーズドグレーティング位相を重ね合わせることで、フェムト秒レーザーは、しっかりと集束されたガウスビームの被写界深度を 10 倍以上上回る、準ベッセル非回折ビームに再成形されます。{{0}{1}{1}}これにより、処理中の再焦点合わせの必要性が減り、焦点ドリフトが抑制されます。動的ビーム偏向制御により、最小 7 ナノメートルの精度が達成されます。その後、相変化領域によって形成されたボクセル メタサーフェスを化学処理することで、マスク不要のリソグラフィーが可能になります。-
この技術は、最小 9 ナノメートルの構造的特徴を備えた調整可能な Ge₂Sb₂Te₅ メタ表面の製造に使用されました。さらに、多機能のプログラマブル フォトニック ロジック デバイスの製造と制御が可能になり、高精度の処理能力が実証されました。-このアプローチは、アクティブ メタサーフェスの製造と制御のための新しいパラダイムを確立し、次世代フォトニック デバイスの開発を推進します。-
誘電体メタ表面製造用の位相変調によるフェムト秒レーザー非-回折-ビーム リソグラフィー
誘電体メタサーフェス製造用の位相-変調フェムト秒レーザー非-回折-ビーム リソグラフィー
図 1 誘電体メタサーフェス製造用の位相-変調非回折-ビーム リソグラフィー (PNDL)-。
図 2 擬似-ベッセル非回折ビーム生成の安定性-。
図 3: 位相-変調非回折- ビーム (PNDL) 法の製造精度の研究。
図4: 位相-変調非回折{{3}ビーム(PNDL)法を使用したGe₂Sb₂Te₅(GST)メタ表面のリソグラフィー。
図 5: デュアル-長方形 GST 超格子構成を備えたメタサーフェス デバイス。
この実験は相変化材料 Ge₂Sb₂Te₅ (GST) に焦点を当てており、アモルファス状態と結晶状態の間の可逆的な相転移を利用しています。フェムト秒レーザー位相変調技術を使用して、メタ表面構造の準備と制御が達成されます。空間光変調器を介して軸上プリズム位相と回折格子位相を重ね合わせることで、フェムト秒レーザー (515 nm) は準-ベッセル非回折ビームに成形されます。-。高開口数の対物レンズを通して集束されたこのビームは、GST 薄膜表面に局所的な結晶化を引き起こします。続いて、選択的ウェット エッチング (TMAH 溶液) により、結晶化構造を維持しながら非結晶化領域を除去し、メタ表面ユニットを形成します。レーザーエネルギーやピクセルピッチなどのパラメータを制御することで、構造線幅が 270 nm と小さく、ギャップが 9 nm という高精度のパターニングが達成されました。-二重-長方形GST超格子は、偏光-励起光に対して複数の論理ゲート機能を実証しました。
