低能离子辐照完成晶圆级大面积超高线密度光栅器材制备

2019年6月05日 11:52:19 来历: 上海微体系与信息技能研讨所
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  6月4日,我国科学院上海微体系与信息技能研讨所信息功用资料国家重点实验室在《天然-通讯》杂志上在线宣布了题为《选用反向外延技能完成晶圆级亚50nm周期的光栅器材制备》(Realization of wafer-scale nanogratings with sub-50 nm period through vacancy epitaxy)的研讨效果,该研讨提出了一种制备大面积超高线密度光栅的技能办法,并完成了晶圆级大面积光栅器材制备。

  超高分辨率光栅元件的研发是同步辐射光源开展更高精度谱学技能的要害之一。光栅器材的能量分辨率首要取决于光栅的线密度和衍射级次,线密度越大,能量分辨率越高。而传统的纳米加工办法一般只能制备小于5000线/毫米的光栅结构。低线密度的光栅元件已成为同步辐射光束线能量分辨率进步的瓶颈。上海微体系所研讨员欧欣致力于开展“全能离子刀”异质集成与微纳制备技能,在国际上首先提出了根据低能离子辐照空位自拼装的反向外延物理模型和办法(Ou et.al. Physical Review Letters 2013),可完成在单晶半导体外表构成反映晶格对称性的高密度纳米结构阵列(Ou et.al. Nanoscale 2015)。相对于传统的光刻技能和电子束曝光技能,反向外延技能具有低成本、一步成型、无需模板、大面积制备等优势。该论文中,为进步光栅器材的衍射功率,欧欣与同济大学博士黄秋实和教授王占山协作,将超高线密度光栅结构与多层膜结构相结合,完成了在87.5 eV光子能量条件下,衍射功率到达11%,能量分辨率测算到达已报导最高值88000。该技能现已取得三项我国发明专利和一项德国专利的授权,具有彻底自主常识产权。

  该论文中,黄秋实和博士生贾棋为一起榜首作者,欧欣为仅有通讯作者,该研讨得到国家天然科学基金联合基金重点项目、国家天然科学基金优秀青年科学基金的支撑。

超高线密度多层膜光栅截面图、Mo和Si替换的多层膜结构

同步辐射测算超高线密光栅分光功能示意图

反向外延制备20000线/毫米超高线密度光栅结构的AFM图 、测算超高线密度光栅器材的能量分辨率高达88000