MEMS制作工艺-光学超表面meta-surface:超表面是指一种厚度小于波长的人工层状材料。超表面可实现对电磁波偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。超表面可视为超材料的二维对应。
根据面内的结构形式,超表面可以分为两种:一种具有横向亚波长的微细结构,一种为均匀膜层。
根据调控的波的种类,超表面可分为光学超表面、声学超表面、机械超表面等。光学超表面 是最常见的一种类型,它可以通过亚波长的微结构来调控电磁波的偏振、相位、振幅、频率等特性,是一种结合了光学与纳米科技的新兴技术。
其超表面的制作方式,一般会用到电子束光刻技术EBL,通过纳米级的直写,将图形曝光到各种衬底上,然后经过镀膜或刻蚀形成具有一定相位调控的超表面器件。 MEMS微纳米加工的未来发展是什么?贵州MEMS微纳米加工之柔性电极定制
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
3.绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tilting mirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻易生成的特性,通常被采用作为掩埋的蚀刻终止层材料。 山西MEMS微纳米加工的微流控芯片MEMS后发追赶,国产替代空间广阔。
MEMS超表面对光电特性的调控:
1.超表面meta-surface对相位的调控:相位是电磁波的一个重要属性,等相位面决定了电磁波的传播方向,一副图像的相位则包含了其立体信息。通过控制电磁波的相位,可以实现光束偏转、超透镜、超全息、涡旋光产生、编码、隐身、幻像等功能。
2.超表面meta-surface对电磁波多个自由度的联合调控:超表面可以实现对电磁波相位、振幅、偏振等自由度的同时调控。比如,通过对电磁波的相位和振幅的联合调控,可以实现立体超全息,通过对电磁波的相位和偏振的联合调控,可以实现矢量涡旋光;通过对电磁波的相位和频率的联合调控,可以实现非线性超透镜等功能。
3.超表面meta-surface对波导模式的调控:可将“超构光学”的概念与各类光波导平台相结合,将超构表面或超构材料集成在各类光波导结构上,则可以在亚波长尺度下对波导中的光信号进行灵活自由的调控。利用上表面集成了超构表面的介质光波导结构,可以实现多功能的光耦合、光探测、偏振/波长解复用、结构光激发、波导模式转化、片上光信号变换、光学神经网络、光路由等应用 。
MEMS制作工艺柔性电子的定义:
柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 MEMS历史悠久,技术集成程度较高。
加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。EBL设备制备纳米级超透镜器件的原理是什么?个性化MEMS微纳米加工之超表面制作
MEMS声表面波(即SAW)器件是什么?贵州MEMS微纳米加工之柔性电极定制
MEMS制作工艺-太赫兹特性:
1.相干性由于它是由相千电流驱动的电偶极子振荡产生,或又相千的激光脉冲通过非线性光学频率差频产生,因此有很好的相干性。THz的相干测量技术能够直接测量电场振幅和相位,从而方便提取检测样品的折射率,吸收系数等。
2.低能性:THz光子的能量只有10^-3量级,远小于X射线的10^3量级,不易破坏被检测的物质,适合于生物大分子与活性物质结构的研究。
3.穿透性:THz辐射对于很多非极性物质,如塑料,纸箱,布料等包装材料有很强的穿透能力,在环境控制与安全方面能有效发挥作用
4.吸收性:大多数极性分子对THz有强烈的吸收作用,可以用来进行医疗诊断与产品质量监控
5.瞬态性:相比于传统电磁波与光波,THz典型脉宽在皮秒量级,通过光电取样测量技术,能够有效抑制背景辐射噪声的干扰,在小于3THz时信噪比达10人4:1。
6.宽带性:THz脉冲光源通常包含诺千个周期的电磁振荡,!单个脉冲频宽可以覆盖从GHz至几+THz的范围,便于在大的范围内分析物质的光谱信息。 贵州MEMS微纳米加工之柔性电极定制