Recentemente, Weina Han, o acadêmico Jiang Lan e colegas do Instituto de Tecnologia de Pequim publicaram um artigo na Advanced Materials propondo uma tecnologia de litografia por feixe não difrativo com-laser de femtosegundo modulado em fase-.
Ao sobrepor a fase do prisma axial com a fase de grade em chamas, o laser de femtosegundo é remodelado em um feixe não difrativo quase-Bessel-com uma profundidade de campo superior à dos feixes gaussianos fortemente focados em mais de dez vezes. Isto reduz a necessidade de reorientação durante o processamento e suprime o desvio focal. O controle dinâmico da deflexão do feixe atinge precisão de até 7 nanômetros. O processamento químico subsequente da metassuperfície de voxel, formada por regiões de{6}mudança de fase, permite a litografia-livre de máscara.
Esta tecnologia foi usada para fabricar uma metassuperfície Ge₂Sb₂Te₅ sintonizável com características estruturais de até 9 nanômetros. Ele permitiu ainda a fabricação e o controle de dispositivos lógicos fotônicos programáveis multifuncionais, demonstrando capacidades de processamento de alta-precisão. Essa abordagem estabelece um novo paradigma para a fabricação e controle de metassuperfícies ativas, avançando no desenvolvimento de dispositivos fotônicos de próxima-geração.
Litografia de feixe sem{0}}difração-de laser de femtosegundo via modulação de fase para fabricação de metasuperfícies dielétricas
Litografia de feixe-modulado de femtosegundo de fase não-difratada-para fabricação de metassuperfícies dielétricas
Figura 1 Litografia de feixe-modulado não-difratado-de fase (PNDL) para fabricação de metassuperfícies dielétricas.
Figura 2 Estabilidade da geração de feixe não difrativo quase-Bessel-.
Figura 3: Estudo de precisão de fabricação do método de feixe-não{2}}difratado{3}}de fase modulado (PNDL).
Figura 4: Litografia de metassuperfícies de Ge₂Sb₂Te₅ (GST) usando o método de feixe-não{2}}difrator-modulado de fase (PNDL).
Figura 5: Dispositivo metasuperfície com configuração de superrede GST retangular dupla-.
O experimento centra-se no material de mudança de fase Ge₂Sb₂Te₅ (GST), aproveitando sua transição de fase reversível entre os estados amorfo e cristalino. Usando a tecnologia de modulação de fase a laser de femtosegundo, a preparação e o controle de estruturas de metassuperfície são alcançados. Ao sobrepor a fase do prisma axial e a fase da rede difrativa por meio de um modulador de luz espacial, o laser de femtosegundo (515 nm) é moldado em um feixe não difrativo quase-Bessel-. Focado através de uma objetiva de alta abertura numérica, este feixe induz cristalização localizada na superfície do filme fino de GST. Posteriormente, o ataque úmido seletivo (solução TMAH) remove regiões não-cristalizadas enquanto preserva estruturas cristalizadas, formando unidades de metassuperfície. Ao controlar parâmetros como energia do laser e distância entre pixels, foi possível obter padrões de alta{10}precisão com larguras de linhas estruturais tão baixas quanto 270 nm e intervalos tão pequenos quanto 9 nm. A superrede GST retangular dupla-demonstrou múltiplas funções de porta lógica após polarização-luz excitada.
