光學(xué)薄膜技術(shù)在奈米技術(shù)的應(yīng)用
發(fā)布者:東立新材料 發(fā)布時間:2014-3-24 9:38:47
奈米材料及技術(shù)因應(yīng)科技發(fā)展速度,不斷受到重視,歸究其主要原因在於奈米材料應(yīng)用廣泛,加上以未來 層面來考量。一方面是因為現(xiàn)有理論基礎(chǔ)不足涵蓋奈米材料完整發(fā)展;另一方面來自物理、化學(xué)、生物醫(yī)藥領(lǐng) 域的衝擊性與整合性,提供極為有力的助益。其中,在物理方面著重於奈米製造、材料檢測技術(shù)與原子操縱; 而在化學(xué)方面則提供由小而大、由下而上的組裝方式、各式化學(xué)方法合成奈米材料;生物領(lǐng)域主要提供是仿生 概念及生物製造工程的奈米材料合成技術(shù)。
回過頭來看光學(xué)薄膜技術(shù)製程,過去的光學(xué)薄膜技術(shù)已經(jīng)進入成熟化地步,也受到廣泛的應(yīng)用。也曾經(jīng)有專 家提出,再過五年之后,以「硅」為主要材料的微米級電子電路技術(shù)將有可能面臨到發(fā)展之末。然而,在光學(xué) 薄膜在奈米尺度下的特性,也是因為這幾年中,由於製程技術(shù)進步后,才逐漸受到業(yè)界所探討。這是因為一旦 光子元件想要在更小、更快且低耗能線路上與電子線路相互呼應(yīng),則光子的操控必須在空間、速度及能量上, 遠比目前微小上百倍情況下才能順利進行。因此,奈米光波導(dǎo)(nanophotonicwaveguide)將有可能成為代替部 分硅及其它半導(dǎo)體材料的最佳材料,則能有效開發(fā)出遠比目前傳輸速度及密度高達50~100倍以上;另外 ,在省能效益方面則高出50~100倍通訊及運算裝置。如此一來,光學(xué)薄膜技術(shù)在奈米級尺寸即將到來的 催促之下,其技術(shù)研究將成為非常重要的關(guān)鍵因素。 目前在積體光學(xué)技術(shù)所能製造的光學(xué)元件,大都是以電光、聲光調(diào)變器、光分離器、分工/解分工器…為主 ,倘若要做到全光式或者多元件的積體光學(xué)元件,不可或缺的便是「奈米光學(xué)薄膜元件」。這當中最受到關(guān)注 的就是,結(jié)合薄膜技術(shù)及微影技術(shù)(OpticalLithography)所形成的光子晶體(photoniccrystals),使其帶 有週期性的介電質(zhì)分佈結(jié)構(gòu)特性,藉以提高解析度轉(zhuǎn)而製作更微小特徵尺寸,才能擁有在相同單位面積上,有 更高密度下可容納更多的電晶體。
一般光子晶體依照光子能帶的方向特性可分為兩類,分別為訊號傳遞具有方向性(Uni-directional)、( Omni-directional);在Uni-directional光子能帶僅能夠使某特定傳播方向的光波被抑制其傳播特性,而 omni-directional光子能帶能夠使各個傳播方向上的光模態(tài)皆被抑制其傳播特性。因此,可藉由結(jié)構(gòu)上的設(shè)計 使光皆被反射,產(chǎn)生零能量穿透。除了光子晶體外,光學(xué)薄膜在奈米等級的尺度下,在金屬薄膜上製作奈米級 的週期性孔洞時,當入射光的光波長大於孔洞的週期時,入射的零階光有和平常不一樣的高穿透率,并且沒有 繞射現(xiàn)象的發(fā)生。此類光學(xué)元件主要應(yīng)用金屬之表面電漿特性,產(chǎn)生完全不同於傳統(tǒng)光學(xué)理論的特性,才會別 於光子晶體特性下的一種新型態(tài)及表面電漿元件。
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