Innovation

Mit Hilfe von Nanoimprint Lithography (NIL) werden anisotrope Metamaterialen mit negativer Permittivitat und negativer Permeabilitat in bestimmten Frequenzbereichen (IR, UV) hergestellt. Der negative anisotrope Brechungsindex und seine Dispersion werden mittels spektroskopischer Ellipsometrie im infraroten und im sichtbaren Frequenzbereich gemessen und mit theoretisch berechneten Werten verglichen.
Die Herstellung der Proben erfolgt durch folgende zwei verschiedene Nanoimprint Lithographie Methoden, wobei nach ersten Versuchen die besser geeignete gewählt wird:

• UV-Nanoimprintlithographie (UV-NIL) und Lift-off Prozess
  Hier werden Schichten von NIMs aufgebaut mittels UV-NIL, Metallisierung und nachfolgender Lift-off. Die Schichten werden jeweils mit spin gecoateten Polymer (Ormocere) oder mit plasmaabgeschiedenen und chemisch polierten SiO2 voneinander getrennt.
• Nano-Kontaktdrucken (n-CP)
  Hier werden Schichten von NIMs durch direktes strukturieren von Gold mittels n-CP augebaut. Die Schichten werden jeweils mit spin gecoatetem Polymer oder mit plasmaabgeschiedenen und chemisch mechanisch poliertem SiO2 voneinander getrennt.Die negative Permittivitat und die negative Permeabilitat der Proben wird mittels ellipsometry vermessen und mit der Theorie verglichen.

Zusammenfassung und Ergebnisse

Mittels Nanoimprinten, Metallisierung und Chemical Mechanical Polishing (CMP) bzw. Lift-off werden Negativ Index Materialen (NIM) in Größen von 80 nm bis 10 µm aus Gold schichtenweise aufgebaut. Eine Kombination von übereinanderliegenden (bzw. nebeneinanderliegenden) metallisierten Linien und U-förmigen Strukturen, Meander oder sogenannten Fishnet Strukturen (Gitter mit unterschiedlicher Periode in x und y Richtung) wirken als anisotropes Metamaterial, das in bestimmten Frequenzbereichen eine negative Permittivitat ((w)) und eine negative Permeabilitat ((w)), und damit einen negativen Brechungsindex aufweisen. Das gut leitende Metall (Au oder Ag) wird auf einem (relativ) dispersionslosen Material (SiO2 bzw. Polymer) abgeschieden.
Verschiedene NIM Strukturen wurden hergestellt durch Nanoimprinten und anschließendem Lift-off Prozess wie Split Ring Resonatoren (SRR). Die abgebildeten Meander Strukturen wurden mittels „µCP on Topography“ hergestellt.