基于表面等離子體激元的納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和光刻技術(shù).pdf

1、隨著微加工技術(shù)以及集成光學(xué)的迅速發(fā)展，對(duì)納米結(jié)構(gòu)和紫外光刻技術(shù)的分辨率要求越來越高，但是傳統(tǒng)光刻技術(shù)的分辨率會(huì)受到光學(xué)衍射極限的限制。表面等離子體激元具有近場局域增強(qiáng)和納米聚焦等特性，為突破光學(xué)衍射極限的高分辨光刻技術(shù)提供了一種新的方法。
　　本文提出了一種基于雙光束表面等離子體共振腔（共振腔由上下金屬薄膜層以及光刻膠層組成）的納米圖形產(chǎn)生及光刻技術(shù)。基于有限時(shí)域差分法，我們對(duì)雙光束表面等離子體共振腔進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明在入射

2、光波長為436nm下，能夠在共振腔中獲得周期為70nm的納米點(diǎn)陣，相當(dāng)于1/6入射光波長，有效地突破了衍射極限。進(jìn)一步，通過改變腔長（即光刻膠厚度），我們可以改變或調(diào)節(jié)納米點(diǎn)陣的周期。此外，我們還討論了雙光束表面等離子共振腔各參數(shù)的變化對(duì)納米點(diǎn)陣分辨率的影響，以尋求實(shí)驗(yàn)上的可能性和工藝上的應(yīng)用。
　　基于超透鏡原理，我們提出并研究了一種三維表面等離子體共振腔的超透鏡結(jié)構(gòu)的任意圖形亞波長成像技術(shù)。在成像區(qū)域增加銀層形成超透鏡/光刻膠

3、/銀層共振腔，能顯著地抑制長程等離子波模式，進(jìn)而壓制成像中的旁瓣效應(yīng)，提高圖像分辨率；同時(shí)由于共振腔中的表面等離子體共振，像場被放大且擴(kuò)大到整個(gè)成像區(qū)域，從而極大地提高成像系統(tǒng)的焦深。數(shù)值模擬結(jié)果表明與傳統(tǒng)開放式結(jié)構(gòu)相比，像方區(qū)域表面等離子體共振腔結(jié)構(gòu)能夠獲得明顯改善的圖像質(zhì)量，旁瓣效應(yīng)被有效地抑制，同時(shí)成像焦深比傳統(tǒng)系統(tǒng)提高數(shù)倍。我們建立了表面等離子共振腔超透鏡系統(tǒng)的光學(xué)傳輸函數(shù)。結(jié)果表明,表面等離子體共振腔能使系統(tǒng)傳輸函數(shù)變得更平滑