《雙表面等離子波共振腔納米圖形產生和成像光刻技術》是依託蘇州大學，由王欽華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雙表面等離子波共振腔納米圖形產生和成像光刻技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王欽華
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米尺度光電子器件是新興戰略產業（新能源/新型顯示/光電信息）的重大共性基礎問題，探索高效納米結構產生與光刻加工方法，是新型納米器件研發的客觀要求和國際研究熱點。本項目提出一種基於雙表面等離子共振腔的可調諧納米結構產生機理和任意納米圖形的成像光刻技術與實驗方法。重點研究（1）雙表面等離子共振腔的特性以及產生可調諧深亞波長結構（周期30-200nm可調）和任意圖形的成像光刻（特徵線寬45nm以下）的物理機理和條件（2）納米圖形排布和成像光刻解析度及光刻焦深與共振腔腔長、腔內匹配介質、入射光偏振態和各腔極板材料與表面特性等因素的關係和主動最佳化設計方法（3）建立可調諧納米結構產生和任意納米結構圖形成像光刻的雙共振腔紫外雷射直寫實驗裝置和工藝，實現30-200nm周期結構偏振器件的可調諧製作和線寬小於45nm任意圖形的成像光刻，形成有特色納米製造技術和工藝方法,為納米器件研究提供關鍵技術和理論。
結題摘要
本項目系統研究了基於表面等離子激元共振腔的深亞波長超透鏡成像光刻技術以及表面等離子激元在光場操控中的套用。提出了基於像方表面等離子激元共振腔的超深亞波長超透鏡成像技術。研究表明，與傳統開放式超透鏡成像系統相比，成像質量顯著提高，成像焦深比傳統系統大10倍左右。理論上建立了像方共振腔超透鏡系統的成像傳遞函式，獲得了成像解析度與共振腔長的定量關係。在銀腔模式及共振腔最優腔長條件下，系統的傳遞函式比開放式系統更加平坦。像方光場被顯著放大並擴展到整個像方區域，成像線對的解析度可達λ/24。進一步提出了由物方共振腔和像方共振腔組成的雙表面電漿共振腔的超透鏡成像系統。理論上獲得了雙腔表面等離子超透鏡系統的光學傳遞函式並詳細分析了其物理機理。由於物方和像方共振腔的相互作用，雙腔結構可大大增強物體的瞬逝波強度，並更有效地抑制長程等離子波模式，放大短程等離子波模式，更好地抑制旁瓣效應，從而顯著提高成像質量。上述結果為任意圖形的超分辨和大焦深的成像光刻提供了新的方法。基於表面等離子激元效應，提出了基於Kretschmann 和Otto表面等離子激元混合結構的可調諧納米結構產生和光刻技術以及基於表面等離子激元共振腔的超分辨顯微成像技術；研究了金屬-介質-金屬（MIM）表面等離子共振腔的亞波長矩形環陣列和超薄亞波長缺角矩形環陣列表面等離子激元的位相調控機理以及在偏振波片和高效偏振出光LED中的套用，包括多層納米介質/金屬光柵的GaN基偏振出光器件，集成超表面高效高偏振出光GaN基LED器件，基於螢光陶瓷及納米光柵的白光LED偏振出光理論與實驗，以及基於表面等離子激元效應的空間金屬三維手性結構的圓偏振二色特性及實驗研究。上述研究結果為實現表面等離子激元效應對光傳輸過程中光場的振幅、位相、偏振態、傳輸方向及能量效率的靈活操控和套用提供了堅實的物理基礎。
