当代计较机芯片不错构建纳米级结构。到现时为止,只可在硅晶片顶部形成这种狭窄结构,但现时一种新时刻不错在名义下的一层中创建纳米级结构。该体式的发明者暗意【NHDT-551】浣腸麻薬 ~2穴噴水アクメ~ ひなの,它在光子学和电子学边界齐有着庞杂的应用出路,有朝一日,东说念主们不错在所有这个词硅片上制造3D 结构。
该时刻依赖于硅对某些波长的光透明这一事实。这意味着相宜的激光不错穿过晶圆名义并与底下的硅互相作用。但盘算推算一种既不错穿过名义又不会形成损坏、还能鄙人面进行精准纳米级制造的激光并不浮浅。
土耳其安卡拉比尔肯特大学的盘考东说念主员通过使用空间光调制来创建针状激光束,从而更好地限度光束能量的散播位置,从而竣事了这一目标。通过专揽激光和硅之间的物理互相作用,他们概况制造具有不同光学特质的线和平面,这些线和平面不错组合起来在名义下创建纳米光子元件。
使用激光在硅片里面进行制造并非极新事。但教导这项盘考的比尔肯特大学物理学助理教师Onur Tokel解释说,到现时为止,只可制造出微米级结构。他说,将这种体式扩张到纳米级不错开释新的才智,因为它不错制造出与入射光波长大小止境的特征。当这种情况发生时,这些结构会发扬出一系列新颖的光学算作,除其他外,这使得制造超材料和超名义成为可能。
“硅是电子、光子学和光伏时刻的基石, Tokel说。“若是咱们能在纳米级晶圆里面引入非常的功能,以补充这些现存的功能,这将带来一个竣工不同的表率。现时你不错思象在体积内作念事,以致可能最终在三维空间中作念事。咱们坚信这将开导令东说念主旺盛的新标的。”
曩昔的时刻无法在纳米轨范上制造,因为激光一朝插足硅里面就会散射,很难精准地千里积能量。在《当然通信》杂志发表的一篇论文中,托克尔的团队展示了他们不错通过使用一种称为贝塞尔光束的特别激光来治理这个问题,这种激光不会发生衍射。这意味着激光不错抵抗光散射效应,在硅里面保抓窄小的聚焦,从而不错精准地千里积能量。
当激光照耀到晶圆上时,会在光束聚焦的区域产生狭窄的孔洞,即闲静。Tokel说,曩昔的体式也出现过这种情况,但聚焦更精细的光束产生的较小闲静会发扬出“场增强”效应,插插导致激光强度在它们周围增多。这会改革闲静周围的硅结构,从而进一步增强增强效应,形成一个自抓反应回路。该团队还发现,他们不错通过改革激光的偏振来改革场增强的标的。
最终成果是在硅片中创建出最小 100 纳米的二维平面或线状结构。这些结构的折射率与晶圆的其余部分不同,但 Tokel 暗意,现时还不竣工了了这些结构的构成。凭据之前的盘考,他合计硅片的底层晶体结构可能已被修改。他补充说,电子显微镜盘考应该概况在畴昔理会这少量,但最终莫得必要了解这些结构的实在底层性质来创建有效的纳米光子元件。
为了阐述这少量,盘考东说念主员制造了一种纳米级光子器件,称为布拉格光栅,可用作光学滤波器。据该团队称,这是第一个竣工埋在硅中的功能性纳米级光学元件。
德国耶拿大学盘考员Maxime Chambonneau暗意,盘考东说念主员概况竣事纳米级特征止境了不得,因为 Tokel 团队使用的相对较长的激光脉冲频繁会产生较大的热影响区,从而导致微轨范变化。(Bilkent 团队聘用以纳秒为单元的脉冲,而其他成功激光写入职责传统上波及皮秒或飞秒激光。)Chambonneau 暗意,概况创建小于光波的特征可能会带来各式可能性,包括提升太阳能电板的能量网罗才智。
由于该制造时刻不会对晶圆名义形成任何改革, Tokel暗意,畴昔该时刻可用于制造多功能建造,电子元件位于名义,光子元件埋鄙人面。该团队还在盘考该体式是否可用于在芯片名义下雕饰微流体通说念。托克尔暗意,通过这些通说念泵送流体不错改善散热,从而有助于冷却电子建造并使其运转得更快。
播色网Tokel暗意,这种体式的最大限度在于盘考东说念主员无法精准限度浮泛在特定区域出现的位置。现时,一小部分浮泛在激光束聚焦的区域中散播不均匀。托克尔暗意,若是他们概况更精准地定位这些浮泛,他们就能在三维空间中进行纳米加工,而不单是是浮浅地坐蓐出线条或平面。
“若是你能单独限度这些东西,并将它们像链条相似分发,那么畴昔这将止境令东说念主旺盛【NHDT-551】浣腸麻薬 ~2穴噴水アクメ~ ひなの,”他补充说念。“因为这么你将领有更多的限度权,这将使更丰富的元素或系统成为可能。”