Laser umjesto fotolitografije smanjuje troškove proizvodnje ultra-površine

Istraživači na Moskovskom institutu za elektroničku tehnologiju, ruskom državnom istraživačkom sveučilištu, razvili su novu tehnologiju za izradu komponenti za uređaje za prikaz informacija korištenjem laserskih impulsa umjesto litografije. To će ubrzati smanjenje troškova proizvodnje za zaslone sljedeće generacije i ultra-površine za različite optičke sustave. Nalazi su objavljeni u novom broju časopisa Applied Surface Science.
Hiperpovršine su strukture s periodičkim obrascima koje se mogu koristiti za kontrolu elektromagnetskih i svjetlosnih valova. Na toj osnovi mogu se koristiti dielektrični i metalni materijali kao i fazno promjenjivi materijali. I fazno promjenjivi materijali mogu promijeniti fazno stanje, a time i svojstva koja ovise o vanjskom zračenju.
Na temelju hiperpovršina izrađenih od fazno promjenjivog materijala GST (spojevi sustava germanij-antimon-telur), istraživači su razvili nove kompaktne uređaje koji mogu prikazati informacije uz pomoć svjetlosnih valova. To uključuje ultratanke zaslone, slušalice za proširenu i virtualnu stvarnost te holografske projektore. Međutim, proces nanostrukturiranja tankoslojnih površina kako bi se transformirale u višenamjenske površine do sada se provodio korištenjem radno intenzivne i skupe fotolitografije. Potrebna nadpovršinska slika prvo se izrađuje na predlošku (maski), a zatim se prenosi na objekt u odabranoj rezoluciji.
Kako bi se smanjio trošak formiranja tankoslojne strukture i ubrzao proces, Moskovski institut za elektroniku i tehnologiju, zajedno s drugim znanstvenim institucijama, umjesto fotolitografije koristi laserske impulse. Prema istraživačima, uz pomoć laserskog zračenja u ultrakratkim impulsima, uređene nanostrukture mogu se stvoriti na GST brže i lakše. Za formiranje uređene površine koristi se unaprijed implementirani proces u kojem se prethodni materijal uništava u prisutnosti lasera. Glavna prednost rješenja je što puls pokreće samoorganizaciju struktura na površini. Ovisno o intenzitetu i broju impulsa, mogu se formirati 3 različite vrste struktura, od kojih su najintrigantnije periodično raspoređene nanosfere iste veličine. Te je oblike teško oblikovati i imaju radijus do 150 nanometara.
Prije ih je bilo nemoguće dobiti u tim materijalima bez upotrebe dodatnih tehnika, no sada za dobivanje nanosfera istog stila nije potrebna nikakva oprema, osim laserskog uređaja i samog filma. Te kuglice nastaju kao rezultat raspadanja otopljenih niti. U ovom slučaju povećanje energije laserskog zračenja uzrokuje proces prijenosa mase, što dovodi do transformacije lanaca nanosfere u periodični reljef. Gornja tehnika omogućuje stvaranje visoko uređenih nanoleća i optičkih nanogrešetaka, za koje se očekuje da će se dalje integrirati s različitim optičkim sustavima, uključujući sustave za prikaz informacija.