Difrakce na difrakční mřížce

Prezentace na téma: "Difrakce na difrakční mřížce"— Transkript prezentace:

1 Difrakce na difrakční mřížce
modelování a optimalizace realizace reliéfních mřížek pomocí laserové litografie Autor: Daniela Černá Vedoucí práce: Ing. Marek Škereň, PhD. Konzultanti: Ing. David Najdek, Ing. Milan Květoň

2 Zadání bakalářské práce
Seznamte se s problematikou difrakce na tenké difrakční mřížce. Prostudujte základní přístupy k analýze difrakce. Proveďte rešerši v této oblasti. Modelujte difrakční proces na tenké mřížce pomocí vybraných přístupů. Sestavte software pro simulaci difrakce na pravidelné mřížce. Navrhněte a pomocí technologie dostupné na pracovišti KFE realizujte sérii vzorků reliéfních mřížek za účelem optimalizace reliéfu výsledné struktury ve fotorezistu. Zaměřte se na realizaci hlubokých struktur a asymetrických profilů. Proveďte proměření realizovaných vzorků pomocí optické mikroskopie, AFM a analýzy difrakce laserového svazku. Srovnejte výsledky se simulací pomocí sestaveného software.

3 Úvod do problematiky Teoretický úvod Fourierovský přístup
Fraunhoferova difrakce Teorie tenkých mřížek Modelování difrakce na tenké mřížce Ukázky simulací v MATLABU Problémy numerického řešení Realizace vzorků reliéfních mřížek Závěr

4 Fourierovský přístup Skalární teorie – rozměr apertury » vlnová délka
Difrakční úloha = proces přenosu Lineární přenosové systémy, princip superpozice signál na vstupu rozložíme na jednotlivé body (δ-funkce) každý bod přeneseme zvlášť na výstupu složíme odezvy na jednotlivé body Impulzní odezva h = odezva systému na δ-funkci Přenosová funkce

5 Fraunhoferova difrakce
Oblast, v rámci které lze všechny příspěvky z apertury považovat za rovinné vlny V oblasti daleko od stínítka je difrakční pole úměrné Fourierově transformaci pole těsně za stínítkem Rozměry difrakčního obrazu rostou se vzdáleností od apertury

6 Teorie tenkých mřížek Nekonečně tenká, nekonečně rozlehlá mřížka
Metoda transmitanční funkce Úhlové spektrum signálu Amplitudová (absorpční) mřížka Fázová mřížka - reliéfní mřížka Úhlová poloha difrakčních řádů je dána mřížkovou rovnicí (tj. závisí pouze na periodě mřížky) Difrakční účinnost je dána tvarem mřížky

7 Modelování difrakce na tenké mřížce
Teorie transmitanční funkce i pro „netenké“ reliéfní mřížky Difrakce na aperturách různých tvarů Difrakce na pravidelné mřížce MATLAB Numerický výpočet Fourierovy transformace Fast Fourier Transform – diskrétní transformace

8 Modelování difrakce Kruhová apertura Difrakční obrazec

9 Modelování difrakce Čtvercová apertura Difrakční obrazec

10 Modelování difrakce Trojúhelníková apertura Difrakční obrazec

11 Modelování difrakce Difrakční obrazec Štěrbina

12 Modelování difrakce Difrakční obrazec Dvojštěrbina

13 Modelování difrakce - mřížka
zvětšení δ-funkce

14 Modelování difrakce - problémy
Problém numerického řešení Difrakce na kruhové apertuře Logaritmické měřítko Difrakce na symetrické apertuře musí být symetrická !!!

15 Modelování difrakce - problémy
Poměr velikosti apertury a stínítka přesnější aproximace apertury horší rozlišení její Fourierovy transformace

16 Realizace vzorků reliéfních mřížek
Laserová litografie Nanesení 0,5-2μm vrstvy fotorezistu na sklo Tvrzení Expozice – interference 2 rovinných vln => změny makromolekulárních vazeb Leptání tloušťka vrstvy fotorezistu doba tvrzení doba expozice } optimalizace parametrů

17 Závěr Seznámila jsem se s problematikou difrakce a základními přístupy k analýze difrakce na tenké mřížce Provedla jsem simulaci difrakčních obrazců v případě apertur vybraných tvarů v programu MATLAB Sledovala jsem měření na AFM mikroskopu  Na optickém pracovišti KFE jsem absolvovala prohlídku laboratoře na výrobu reliéfních mřížek 

18 Děkuji za pozornost