激光代替光刻可降低超表面生產成本

　　俄羅斯國立研究型大學莫斯科電子技術學院科研人員，使用激光脈沖代替光刻開發出了一種為信息顯示設備創建元件的新技術。這將加速降低下一代顯示器和各種光學系統超表面的生產成本。研究結果發表在新一期《應用表面科學》上。

　　超表面是帶有周期性圖案的結構，可用于控制電磁波和光波。在此基礎上，可使用介電材料、金屬材料以及相變材料。而相變材料能改變相態，從而改變取決于外部輻射的特性。

　　在由相變材料GST（鍺—銻—碲系統的化合物）制成的超表面的基礎上，研究人員開發了能借助光波顯示信息的新型緊湊型設備。其中包括超薄顯示器、增強現實和虛擬現實耳機以及全息投影儀。然而，對薄膜表面進行納米結構化以將其轉變為多功能表面的過程，迄今仍使用勞動密集型且成本高昂的光刻技術進行。首先要在模板（掩模）上創建必要的超表面圖像，然后以選定的分辨率將其轉移到物體上。

　　為了降低薄膜結構形成的成本并加快這一過程，莫斯科電子技術學院聯合其他科研機構使用激光脈沖代替光刻。研究人員稱，借助超短脈沖的激光輻照，可更快、更容易地在GST上創建有序的納米結構。要形成有序的表面，利用預先實現的過程，即在激光的作用下破壞之前的材料。解決方案的主要優勢是脈沖觸發表面上結構的自我組織。根據脈沖的強度和數量，可能形成3種不同類型的結構，其中最令人好奇的是周期性排列的相同尺寸的納米球。這些形狀很難形成，其半徑可達150納米。

　　以前，如果不使用額外的技術，就無法在這些材料中獲得它們，但現在，除了激光裝置和薄膜本身之外，獲得同一樣式的納米球不需要任何設備。這些球體是由于熔化的細絲衰變而產生的。在此情況下，激光照射能量的增加會引起傳質過程，從而導致納米球鏈轉變為周期性浮雕。上述技術使得創建高度有序的納米透鏡和光學納米光柵成為可能，并有望進一步與各種光學系統一體化，包括信息顯示系統。