Le laser au lieu de la photolithographie réduit les coûts de production d'ultra-surface

Des chercheurs de l'Institut de technologie électronique de Moscou, une université de recherche d'État russe, ont développé une nouvelle technologie pour créer des composants pour les dispositifs d'affichage d'informations utilisant des impulsions laser au lieu de la lithographie. Cela accélérera la réduction des coûts de production des écrans de nouvelle génération et des ultra-surfaces pour divers systèmes optiques. Les résultats sont publiés dans le nouveau numéro de Applied Surface Science.
Les hypersurfaces sont des structures avec des motifs périodiques qui peuvent être utilisées pour contrôler les ondes électromagnétiques et lumineuses. Sur cette base, des matériaux diélectriques et métalliques ainsi que des matériaux à changement de phase peuvent être utilisés. Et les matériaux à changement de phase peuvent modifier l'état de phase et donc les propriétés qui dépendent du rayonnement externe.
Sur la base d'hypersurfaces réalisées à partir du matériau à changement de phase GST (composés du système germanium-antimoine-tellure), les chercheurs ont développé de nouveaux dispositifs compacts capables d'afficher des informations à l'aide d'ondes lumineuses. Il s'agit notamment d'écrans ultra-minces, de casques de réalité augmentée et virtuelle et de projecteurs holographiques. Cependant, le processus de nanostructuration des surfaces en couches minces pour les transformer en surfaces multifonctionnelles a jusqu'à présent été réalisé à l'aide d'une photolithographie laborieuse et coûteuse. L'image de super-surface nécessaire est d'abord créée sur un modèle (masque) puis transférée sur l'objet à une résolution sélectionnée.
Afin de réduire le coût de la formation de la structure en couche mince et d'accélérer le processus, l'Institut d'électronique et de technologie de Moscou, en collaboration avec d'autres institutions scientifiques, utilise des impulsions laser au lieu de la photolithographie. Selon les chercheurs, avec l'aide de l'irradiation laser en impulsions ultracourtes, des nanostructures ordonnées peuvent être créées sur GST plus rapidement et plus facilement. Pour former une surface ordonnée, un processus pré-implémenté est utilisé, dans lequel le matériau précédent est détruit en présence du laser. Le principal avantage de la solution est que l'impulsion déclenche l'auto-organisation des structures en surface. En fonction de l'intensité et du nombre d'impulsions, 3 types de structures différents peuvent être formés, dont les plus intrigants sont des nanosphères disposées périodiquement de même taille. Ces formes sont difficiles à former et ont un rayon allant jusqu'à 150 nanomètres.
Auparavant, il était impossible de les obtenir dans ces matériaux sans l'utilisation de techniques supplémentaires, mais maintenant, aucun équipement n'est nécessaire pour obtenir des nanosphères du même style, à l'exception du dispositif laser et du film lui-même. Ces sphères sont produites à la suite de la décomposition de filaments fondus. Dans ce cas, l'augmentation de l'énergie de l'irradiation laser provoque un processus de transfert de masse, qui conduit à la transformation des chaînes de nanosphères en relief périodique. La technique ci-dessus permet de créer des nanolentilles et des nanoréseaux optiques hautement ordonnés, qui devraient être davantage intégrés à divers systèmes optiques, y compris des systèmes d'affichage d'informations.