基于直邊衍射效應(yīng)作用下鉻原子沉積納米結(jié)構(gòu)的三維分析.pdf

1、激光駐波場操縱中性原子匯聚技術(shù)是原子光刻領(lǐng)域的重要分支之一,利用激光匯聚中性原子沉積技術(shù)得到穩(wěn)定的光柵結(jié)構(gòu)可以作為納米級的長度基準(zhǔn)。在實際的沉積過程中,基片的衍射效應(yīng)直接導(dǎo)致了激光駐波場的重新分布,進而影響中性原子在激光駐波場中的納米沉積結(jié)構(gòu),故此研究中性原子束在直邊衍射機制下的沉積過程更具實際意義。
　　本文以鉻原子為研究對象,根據(jù)基片產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象的特點確定了衍射類型為菲涅耳直邊衍射,建立了理想基模高斯激光駐波場模型,在此基礎(chǔ)

2、上加入基片邊緣的擾動因素,建立了直邊衍射基模高斯激光駐波場模型,比較了理想駐波場和衍射駐波場的三維特性。結(jié)果表明,理想駐波場的駐波效果較好;由于直邊衍射效應(yīng)的影響,橫向駐波場的陰影區(qū)有勢阱滲入,透光區(qū)勢阱的振蕩現(xiàn)象顯著,縱向駐波場呈現(xiàn)以激光波長一半為周期的駐波形式分布;衍射效應(yīng)的存在使得鉻原子的最佳捕獲位置偏離了基片表面。
　　基于半經(jīng)典理論,推導(dǎo)出鉻原子在直邊衍射激光駐波場中的運動軌跡方程,選用設(shè)定適當(dāng)步長的四階龍格-庫塔算法,

3、分別對基片、反射鏡、激光束三者之間的位置關(guān)系以及原子束的橫向發(fā)散、激光束腰半徑等因素下鉻原子的三維運動軌跡和三維沉積條紋結(jié)構(gòu)進行仿真發(fā)現(xiàn),基片邊緣的衍射效應(yīng)會影響最終的匯聚效果,實驗中應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整實驗參數(shù),采用束腰半徑為62.5um高度準(zhǔn)直的基模高斯激光束,衍射邊緣應(yīng)盡量的靠近位于激光束腰位置的反射鏡,并調(diào)節(jié)基片至激光中軸線以下10?位置處,以期獲得質(zhì)量較好的納米光柵結(jié)構(gòu)。
　　直邊衍射效應(yīng)下鉻原子沉積納米結(jié)構(gòu)的三維仿真結(jié)果更接近