Lazeris vietoj fotolitografijos sumažina ultrapaviršiaus gamybos sąnaudas

Rusijos valstybinio mokslinių tyrimų universiteto Maskvos Elektronikos technologijos instituto mokslininkai sukūrė naują technologiją informacijos rodymo įrenginių komponentams kurti naudojant lazerio impulsus, o ne litografiją. Tai paspartins naujos kartos ekranų ir įvairių optinių sistemų itin aukštų paviršių gamybos sąnaudų mažinimą. Išvados paskelbtos naujame „Applied Surface Science“ numeryje.
Hiperpaviršiai yra struktūros su periodiškais raštais, kurios gali būti naudojamos elektromagnetinėms ir šviesos bangoms valdyti. Šiuo pagrindu galima naudoti dielektrines ir metalines medžiagas, taip pat fazių keitimo medžiagas. O fazių keitimo medžiagos gali pakeisti fazės būseną, taigi ir savybes, kurios priklauso nuo išorinės spinduliuotės.
Remdamiesi hiperpaviršiais, pagamintais iš fazių keitimo medžiagos GST (germanio-stibio-telūro sistemos junginių), mokslininkai sukūrė naujus kompaktiškus įrenginius, kurie gali rodyti informaciją šviesos bangų pagalba. Tai itin ploni ekranai, papildytos ir virtualios realybės ausinės bei holografiniai projektoriai. Tačiau plonasluoksnių paviršių nanostruktūrizavimo procesas, siekiant juos paversti daugiafunkciniais paviršiais, iki šiol buvo atliktas naudojant daug darbo reikalaujančią ir brangią fotolitografiją. Būtinas paviršinis vaizdas pirmiausia sukuriamas ant šablono (kaukės) ir tada perkeliamas į objektą pasirinkta raiška.
Siekiant sumažinti plonasluoksnės struktūros formavimo kaštus ir pagreitinti procesą, Maskvos elektronikos ir technologijos institutas kartu su kitomis mokslo įstaigomis vietoj fotolitografijos naudoja lazerio impulsus. Tyrėjų teigimu, naudojant ultratrumpų impulsų lazerio apšvitą, GST galima greičiau ir lengviau sukurti tvarkingas nanostruktūras. Tvarkingam paviršiui suformuoti naudojamas iš anksto įgyvendintas procesas, kurio metu prieš tai buvusi medžiaga sunaikinama veikiant lazeriui. Pagrindinis sprendimo privalumas yra tas, kad impulsas sukelia paviršiuje esančių struktūrų savaiminį organizavimą. Priklausomai nuo impulsų intensyvumo ir skaičiaus, gali susidaryti 3 skirtingų tipų struktūros, iš kurių labiausiai intriguoja periodiškai išsidėsčiusios vienodo dydžio nanosferos. Šias formas sunku suformuoti, jų spindulys siekia iki 150 nanometrų.
Anksčiau nebuvo įmanoma jų gauti šiose medžiagose nenaudojant papildomų technikų, tačiau dabar to paties stiliaus nanosferoms gauti nereikia jokios įrangos, išskyrus lazerinį įrenginį ir pačią plėvelę. Šios sferos susidaro dėl išsilydžiusių gijų irimo. Šiuo atveju lazerio švitinimo energijos padidėjimas sukelia masės perdavimo procesą, dėl kurio nanosferos grandinės virsta periodiniu reljefu. Ši technika leidžia sukurti labai tvarkingus nanolęšius ir optines nanogardeles, kurios, tikimasi, bus toliau integruotos su įvairiomis optinėmis sistemomis, įskaitant informacijos rodymo sistemas.