Bezpośrednie laserowe wytwarzanie struktur periodycznych metodą litografii interferencyjnej

• Autorzy: Czyż K. , Rycyk A. , Strzelec M. , Sarzyński A. , Marczak J.

Warianty tytułu

EN

Creating of periodic structures with direct laser interference litography

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę bezpośredniej, laserowej litografii interferencyjnej do modyfikacji przypowierzchniowej warstwy materiałów. Zmiana topografii oraz mikrostruktury powierzchni prowadzi do wielu korzystnych zmian właściwości materiału, poczynając od zmian typowo mechanicznych, takich jak zmiana współczynnika tarcia, po zmiany właściwości optycznych, magnetycznych i innych. W artykule opisano dwukanałowy impulsowy układ laserowy na krysztale Nd:YAG z Q-modulacją, generujący impulsy o czasie trwania 8-10 ns oraz energii 1,5 J w każdym kanale. Laser służył do naświetlania struktur interferencyjnych na powierzchni różnych materiałów. Ramiona dwukanałowego układu laserowego stanowiły jednocześnie interferometr Macha-Zehndera. Zaprezentowano również wybrane struktury periodyczne jedno- oraz dwuwymiarowe, wytworzone w warunkach impulsowego naświetlania powierzchni metali, półprzewodników, polimerów oraz tzw. warstw diamentopodobnych. We wnioskach przedyskutowano potencjalne obszary zastosowania technologii bezpośredniej, laserowej litografii interferencyjnej.

EN

In this article a direct laser interference lithography method is described. This method is one of the best solutions for top surface of material modifications – changes of topography and microstructure. These changes lead to many beneficial modifications of material properties from mechanical ones like change of friction coefficient to change of optical or magnetic properties etc. In the article we introduce laser system based on Nd:YAG crystal with Q-modulation, generating pulses of 8-10 ns duration with maximal energy 1,5 J in each channel. The laser was used to produce interference structures on surfaces of photo-active materials. Two chanels of interferometer laser system make simultaneously Mach-Zehnder interferometer. We intruduce periodical structures (1D and 2D) created on surfa ces of polimers, metals, and DLC type surfaces. In the conclusion, possibile practical applications of manufactured structures are shown.

Słowa kluczowe

PL

bezpośrednia litografia interferencyjna; bezpośrednie strukturowanie powierzchni; inżynieria powierzchni; materiały biozgodne; struktury periodyczne

EN

direct interference litography; direct surface structuring; surface engineering; biosuitable materials; periodic structures

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2014
• Tom: Z. 266
• Strony: 99--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wz., zdj.

Twórcy

autor

Czyż K.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

autor

Rycyk A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

autor

Strzelec M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

autor

Sarzyński A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

autor

Marczak J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

Bibliografia

• 1. Guy M. Burrow, Thomas K. Gaylord, Multi-Beam Interference Advances and Applications: Nano-Electronics, Photonic Crystals, Metamaterials, Subwavelength Structures, Optical Trapping, and Biomedical Structures, Micromachines, 2, pp. 221-257, 2011.
• 2. Joong-Mok Park, Wai Leung, Kristen Constant, Sumit Chaudhary, Tae-Geun Kim and Kai-Ming Ho, Laser Interference Lithography for Fabricating Nanowires and Nanoribbons, Nanowires – Implementations and Applications, 2011.
• 3. Johannes de Boor, Nadine Geyer, Ulrich Gösele, Volker Schmidt, Three-beam interferencje lithography: upgrading a Lloyd’s interferometer for single-exposure hexagonal patterning, Optics Letters, vol. 34, no. 12, 2009.
• 4. J. Robertson, Diamond-like amorphous carbon, Materials Science and Engineering, R 37, pp. 129-281, 2002.
• 5. Luigi Pollara Verdoni, Submicron patterning using laser interference litography, MSc Thesis, New Jersey Institute of Technology, 2006.
• 6. Krzysztof Czyż, Jan Marczak, Bezpośrednia litografia interferencyjna, Materiały z konferencji wiWAT2013, (3 grudnia 2013), 2013.
• 7. Douglas S. Hobbs, Bruce D. MacLeod, Adam F. Kelsey, Mark A. Leclerc, Ernie Sabatino III, Daniel P. Resler, Automated Interference Lithography Systems for Generation of Sub-Micron Feature Size Patterns, Proc. SPIE 3879, Micromachine Technology for Diffractive and Holographic Optics, 124, doi:10.1117/12.360517, 1999.
• 8. Hasan Korre, On the development of low-cost lithographic interferometeter, MSc Thesis, MIT, Departament of Electrical Engineering and Computer Science, 2010.
• 9. Andrea's F. Lasagni, Denise Langheinrich, Sebastian Eckhardt, Direct fabrication of periodic patterns on polymers using laser interference, Plastics Research On-line, 6 July 2012, doi: 10.2417/spepro.004281, 2012.
• 10. Henk van Wolferen, Leon Abelmann, Laser Interference Litography, Litography: Principles, Processes and materials, pp. 133-148, 2011.
• 11. Jan Marczak, Antoni Rycyk, Antoni Sarzyński, Marek Strzelec, Krzysztof Czyż, Laser interference patterning of DLC layers for directed migration and growth of smooth muscle cell depositions, EMRS Fall Meeting, Warszawa 2013.