KR20230005738A - 각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드 - Google Patents

각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드 Download PDF

Info

Publication number
KR20230005738A
KR20230005738A KR1020220060349A KR20220060349A KR20230005738A KR 20230005738 A KR20230005738 A KR 20230005738A KR 1020220060349 A KR1020220060349 A KR 1020220060349A KR 20220060349 A KR20220060349 A KR 20220060349A KR 20230005738 A KR20230005738 A KR 20230005738A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanostructures
metamaterial
metal
pattern
angle
Prior art date
Application number
KR1020220060349A
Other languages
English (en)
Inventor
박해리
혁 추
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20230005738A publication Critical patent/KR20230005738A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0553—Complex form nanoparticles, e.g. prism, pyramid, octahedron
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/008—Surface plasmon devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/16—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring intraocular pressure, e.g. tonometers
    • A61B3/165—Non-contacting tonometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00—Compounds of tin
    • C01G19/02—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G28/00—Compounds of arsenic
    • C01G28/002—Compounds containing, besides arsenic, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G41/00—Compounds of tungsten
    • C01G41/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C23C14/025—Metallic sublayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • C23C16/0281—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating of metallic sub-layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0285—Nanoscale sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/16—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring intraocular pressure, e.g. tonometers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/101—Nanooptics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

본 발명의 예시적인 실시에는 일반적으로 표면 플라스몬 공명 모드의 각도 독립성을 개선하도록 기판 상에 특정 나노 구조체를 생성하는 것에 관련한다. 이는기판 상의 또는 내부의 패턴 내 위치하는 나노 구조체들을 포함하는 메타물질 구조체를 포함할 수도 있다. 나노 구조체들은 포물면 형상이고 주기적일 수도 있다.

Description

각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드 {NORMAL-TO-PLANE SURFACE PLASMON MODE FOR ANGLE-AND-POLARIZATION INDEPENDENT OPTOMECHANICAL SENSING}
본 발명의 예시적인 실시예는 일반적으로 표면 플라스몬 (surface plasmon) 공명 모드의 각도 독립성을 개선하도록 기판 상에 특정한 나노 구조체를 생성하는 것에 관한 것이다.
안 내 (intraocular) 압력을 측정하는 것은 어려울 수 있다. 현재 기술들은 고가의, 번거로운 센서들을 필요로 한다. 이러한 센서들은 눈이 고정되고 센서들이 눈에 고정된 입사각으로 위치하는 것을 필요로 할 수 있다. 반면에, 플라스몬 물질들을 포함할 수 있는 메타물질들은, 감소된 사이즈 및 감소된 각도 의존성을 포함하여, 현재 방법들에 대한 다양한 개선들을 위한 잠재력을 보유하고 있다. 메타물질들은 현재 각도-독립적이지 않으며, 눈에 삽입할 수 없다. 각도-독립성인 메타물질 또는 감소된 각도 의존성을 가지는 메타물질에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적은 표면 플라스몬 (surface plasmon) 공명 모드의 각도 독립성을 개선하도록 기판 상에 특정한 나노 구조체 생성을 제공하는데 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 기판, 및 기판 상 또는 내부에 패턴으로 위치하는 나노 구조체들을 포함하는 메타물질 구조체를 제공하고, 나노 구조체들은 포물면-형상이고 (paraboloid shaped), 주기적 (periodic) 이다. 추가적인 예시적인 실시예는 기판 상에 나노 구조체 금속을 증착하고 나노 구조체 금속으로부터 포물면들을 형성하는 것을 포함하는 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 기판 상 또는 내부에 패턴으로 배치된 나노 구조체들을 포함하는 메타물질 구조체를 제공한다. 본 발명에 따른 나노 구조체들은 표면 플라스몬 공명 모드의 각도 독립성을 개선하도록 기판 상에 생성될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예의 나노 구조체의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2a는 도 1의 나노 구조체의 측면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 예시적인 실시예의 나노 구조체의 측면도를 도시한다.
도 2c는 도 1의 나노 구조체들의 실험적으로 달라지는 높이 및 직경 값들에 기초한 실험적인 시험을 도시한다.
도 3은 두개의 상이한 형상의 도 1의 나노 구조체들의 예시적인 비교를 도시한다.
도 4는 도 1의 나노 구조체의 제조를 위한 제조 프로세스를 도시한다.
도 5는 도 4의 제조 프로세스의 프로세스를 도시한다.
도 6a는 상면도로 센서의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 6b는 측면도로 센서의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 7은 달라지는 압력들에서 도 3의 제 1 나노 구조체 유형 및 제 2 나노 구조체 유형을 가지는 도 6의 구조체의 도 2의 반사 스펙트럼의 피크 파장 변화를 사용하는 압력 측정을 도시한다.
메타물질들은 비전통적 방식으로 빛과 상호작용을 할 수 있다. 메타물질은 표면에 걸쳐 분포된 나노 구조체들의 배열로 구성될 수도 있다. 가시 스펙트럼과 같은 스펙트럼은, 나노 구조체들과 상호작용할 수도 있다. 플라스몬 물질은 메타물질의 유형일 수도 있다. 스펙트럼이 양전하와 음전하 사이에서 주기적으로 진동할 수도 있는 메타물질의 나노 구조화된 표면 상의 전하 분포를 야기할 수도 있는, 표면 플라스몬 (SP) 모드가 있을 수도 있다.
표면 플라스몬 모드는 나노 구조체들이 특정 형상 및 분포를 가지는 경우 발생할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 나노 구조체들은 포물면들과 같은 형상일 수도 있고, 분포는 형상이 육각형일 수도 있는 중첩 타일들을 포함할 수도 있다. 수직-대-평면 모드로도 알려진 표면 플라스몬 모드는, 나노 구조체들의 분포와 함께, 파장들보다 매우 큰 강도로 스펙트럼으로부터 ”반사 피크 파장” 또는 “목표 파장” 으로 알려진, 다른 하나의 파장을 반사하도록 함께 상호작용할 수도 있다. 많은 메타물질들에서, 입사각들은 반사 피크 파장을 변화시킬 수도 있다. 그러나, 포물면-형상 나노 구조체들 및 중첩 타일 분포로 인해, 입사각의 변화는 나노 구조체들의 다른 형상들 및 분포들에 비교해 현저하게 낮은 반사 피크 파장 변화를 초래할 수도 있다.
이러한 입사각에 대한 피크 파장의 상당히 감소된 의존성은 이러한 현상을 기술하기 위해 본 명세서에 사용된 용어 “각도 독립성”으로 이어질 수도 있다.
더하여, 나노 구조체가 늘어나거나 압축되는 경우, 반사 피크 파장은 변할 수도 있다. 이러한 반사 피크 파장 변화의 속성은 나노 구조체가 압력 감지 디바이스의 일부인 경우 압력 변화들을 측정하도록 사용될 수도 있다. 마지막으로, 피크 파장의 변화는 나노 구조체가 그것의 표면 상에 액체에 노출된다면 또한 발생할 수도 있다. 액체는 피크 파장 이동 (shift) 을 변화시키도록 나노 구조체들 표면과 상호작용할 수도 있다. 이러한 피크 파장 이동 변화의 속성은 화학 분석 센서에서 화학 물질들을 식별하기 위하여 사용될 수도 있다.
종래의 프로세싱 기술들은 디스크들 및 기둥들을 포함하는 형상들을 허용할 수도 있으나, 나노미터 규모에서 제조될 수도 있는 포물면 또는 다른 곡면화된 형상들을 허용할 수도 있는 기술은 없었다. 기술될 바와 같이, 이러한 프로세싱 기술들은 수직-대-평면 모드 나노구조체를 가능하게 할 수도 있다.
도 1은 구조체 (100) 의 예시적인 실시예를 도시한다. 구조체 (100) 은 나노 구조체들 (101) 을 포함할 수도 있다. 나노 구조체들 (101) 은 기판 (105) 내부에 삽입될 수도 있고, 또는 기판 (105) 의 상단 상에 있을 수도 있다. 나노 구조체들 (101) 은 패턴 (103) 으로 조직화될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 나노 구조체들 (101) 은 금, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 (aluminum-doped zinc oxide), 인듐/주석 옥사이드 (Indium tin oxide), 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물 (indium gallium arsenide), 텅스텐 옥사이드, 티타늄-텅스텐 또는 임의의 다른 금속 또는 금속 합금일 수도 있으나, 나열되지 않은 다른 물질들로 만들 수도 있다. 나노 구조체들 (101) 은 기판 (105) 상 또는 내부에 패턴 (103) 으로 위치되거나 분포될 수도 있다. 패턴 (103) 은 나노 구조체들의 반복적인 분포일 수도 있는, 주기적일 수도 있다. 패턴 (103) 은 육각형 패턴과 같은, 등거리 나노 구조체들 (101) 을 가질 수도 있다. 패턴 (103) 은 일부 이웃한 나노 구조체들은 등거리일 수도 있는 반면, 다른 이웃한 나노 구조체들은 상이한 거리 (예를 들어, 대각선 이웃들) 를 가지는 정사각형 패턴과 같은, 등거리 및 비-등거리 (즉, 부분적으로 등거리인) 구조체들을 모두 가질 수도 있다. 패턴 (103) 은 주기적이거나 반주기적 (semi-periodic) 일 수도 있고, 나노 구조체들의 일부에서 반복 가능한 패턴이 있는 반면, 나노 구조체들의 다른 부분들에서 반복 불가능한 패턴이 있을 수도 있다.
일부 실시예들에서, 패턴 (103) 은 타일일 수도 있는, 테셀레이션 (tessellation) 을 형성할 수도 있다. 테셀레이션은 중첩하거나 중첩하지 않을 수도 있다. 패턴 (103) 은 나노 구조체들 (101) 의 등거리 간격을 제공할 수도 있는 주기적인 패턴일 수도 있다. 등거리는 나노 구조체들 사이의 거리가 대략 동일하지만 제조 기술들의 정확도 한계들로 인해 편차를 가질 수도 있는 근사치일 수도 있고 이는 이하에서 보다 자세하게 기술될 것이다.
일부 실시예들에서, 패턴 (103) 은 육각형 격자로도 알려질 수도 있는, 육각형 타일 패턴일 수도 있는, 육면형 (six-sided) 일 수도 있다. 나노 구조체들 (101) 은 육각형 타일 패턴을 형성할 수도 있고, 6 개의 나노 구조체들은 육각형의 6개의 정점 (vertex) 을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 나노 구조체들 (102a 내지 102f) 은 육각형 패턴의 예시적인 경우를 위한 패턴 (103) 을 형성할 수도 있다. 나노 구조체 (102g) 일 수도 있는 패턴 (103) 의 중심과 같은, 패턴 (103) 내부에 삽입되는 추가적인 나노 구조체가 있을 수도 있다. 나노 구조체 (102g) 는 나노 구조체들의 또 다른 패턴 (103) 의 정점을 형성할 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 는 나노 구조체 (102b) 로부터 제 1 거리 (104) 떨어져 있을 수도 있다. 제 1 거리 (104) 는 격자 상수로도 알려질 수도 있고, 나노 구조체 (102a) 의 중심과 나노 구조체 (102b) 의 중심 사이의 거리일 수도 있다. 또한, 나노 구조체 (102b) 는 나노 구조체 (102c) 로부터 제 1 거리 (104) 떨어져 있을 수도 있다. 제 1 거리 (104) 는 구조체 (100) 의 목표 파장에 기초할 수도 있고, 구조체 (100) 는 도 2에서 보다 자세히 기술될, 피크 파장 반사를 위해 설계될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 거리 (104) 는 60 nm와 600 nm 사이일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 제 1 거리 (104) 는 보다 긴 목표 파장들에 대해 보다 클 수도 있고, 보다 짧은 파장들에 대해 보다 작을 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 대 나노 구조체 (102b) 및 나노 구조체 (102b) 대 나노 구조체 (102c) 에 의해 형성되는 에지 사이의 각도는 제 1 각도 (106) 일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 패턴 (103) 이 육각형이라면, 제 1 각도 (106) 는 약 120도일 수도 있다. 제 1 거리 (104) 및 제 1 각도 (106) 는 모든 후속 나노 구조체들 (102a 내지 102f) 에 대한 패턴 (103) 의 모든 에지들 및 각도들에 대하여 대략적으로 동일할 수도 있다.
대안적인 실시예들에서, 패턴 (103) 의 형상은 테셀레이션 될 수 있는 임의의 형상일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 패턴 (103) 은 이전에 기술된 바와 같이 모든 나노 구조체들을 위하여 등거리 및 등각 속성들을 유지할 수도 있다. 다른 실시예에서, 패턴 (103) 은 완전하게 등거리 및 등각인 나노 구조체들을 가지지 않을 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 패턴 (103) 은 주기적이지 않을 수도, 즉 나노 구조체들 (101) 이 서로 등거리가 아닐 수도 있는 고정된 패턴일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 기판 (105) 은 폴리디메틸실록산 (PDMS) 와 같은 기판의 플렉싱 (flexing)을 허용할 수도 있는 플렉서블 (flexible) 하거나 스트레처블한 (stretchable) 물질일 수도 있으나, 다른 재료일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 기판 (105) 은 니켈과 같은 강성일 수도 있으나, 다른 재료일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 기판 (105) 은 100 nm 내지 50 μm 두께일 수도 있다. 쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 패턴 (103) 은 대안적으로 육각형 또는 정사각형 패턴을 만드는 삼각형 (예를 들어, 정삼각형들 또는 이등변 삼각형들) 의 타일링으로서 표현될 수 있다.
도 2a는 도 1의 구조체 (100) 의 측면도 (200) 를 도시한다. 스펙트럼 (201) 은 제 1 각도 (203a) 로도 알려질 수도 있는, 제 1 입사각 (203a) 으로 구조체 (100) 상으로 이동할 수도 있다. 제 1 각도 (203a) 는 0도 (구조체 (100) 의 평면과 평행) 내지 90도 (구조체 (100) 의 평면에 수직) 사이의 임의의 각도일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 스펙트럼 (201) 은 가시 스펙트럼 내지 근적외선 스펙트럼에서 광대역 광으로 알려질 수도 있는, 임의의 파장 또는 파장들의 범위를 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 스펙트럼 (201) 은 근적외선, 자외선, 마이크로파, 또는 다른 파장 범위와 같은 상이한 스펙트럼 범위에 있을 수도 있다. 0도와 90도 사이의 임의의 각도일 수도 있는, 제 2 입사각 (203b) 및 제 3 입사각 (203c) 이 있을 수도 있다.
스펙트럼 (201) 은 구조체 (100) 와 상호작용할 수도 있고, 제 1 반사각 (204a) 에서 구조체 (100) 로부터 반사될 수도 있는, 반사 스펙트럼 (202) 을 생산할수도 있다. 제 1 반사각 (204a) 은 90도 (구조체 (100) 의 평면에 수직) 내지 180도 (구조체 (100) 의 평면과 평행) 사이의 임의의 각도일 수도 있다. 반사 스펙트럼 (202) 은 목표 파장으로도 알려질 수도 있는, 피크 파장을 가질 수도 있고, 이는 반사되고 다른 모든 파장은 반사되지 거의 반사되지 않거나 전혀 반사되지 않을 수도 있고, 이는 이하에서 보다 자세하게 기술될 것이다. 90도와 180도 사이의 임의의 각도일 수도 있는, 제 2 반사각 (204b) 및 제 3 반사각 (204c) 이 있을 수도 있다. 제 1 반사각 (204a) 은 제 1 입사각 (203a) 에 의존할 수도 있다. 제 2 반사각 (204b) 은 제 2 입사각 (203b) 에 의존할 수도 있는 식이다.
일부 실시예들에서, 반사 스펙트럼 (202) 은 입사각 (203a 내지 203c) 의 모든 각도에 대해 대략 동일할 수도 있다. 즉, 스펙트럼 (100) 에 대한 구조체 (100) 의 응답은 각도-독립적일 수도 있다. 각도-독립성은 진정으로 독립적이지 않을 수도, 즉, 입사각 (203a 내지 203c) 에 기초하여 반사 스펙트럼 (202) 에 반사되는 정확한 피크 파장에 일부 편차가 있을 수도 있으나, 이러한 각도 의존성은 다른 메타물질들에 비교하여 크게 감소한다.
반사 피크 파장은 입사각 (203a 내지 203c) 에 기초하여 경미하게 달라질 수도 있다. 예를 들어, 스펙트럼 (201) 은 500 nm - 1000 nm 에 이르는 광대역 광일 수도 있다. 제 1 입사각 (203a) 은 30도일 수도 있고, 제 2 입사각 (203b) 은 45 도일 수도 있고, 제 3 입사각 (203c) 은 60도일 수도 있다. 이에 대응하여, 반사 스펙트럼 (202) 은 제 1 각도 (203a) 에 대하여 약 600 nm의 제 1 피크 파장을, 제 2 각도 (203b) 에 대하여 약 602 nm 의 제 2 피크 파장을, 제 3 각도 (203c) 에 대하여 약 604 nm 의 제 3 피크 파장을 가질 수도 있다. 제 1 피크 파장, 제 2 피크 파장, 및 제 3 피크 파장은 용어 “각도-독립적” 을 적용하기 위해 실질적으로 유사할 수도 있으나, 입사각 (203a 내지 203c) 에 기초하여 반사 스펙트럼 (202) 에서 여전히 작은 파장 편차가 있을 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 임의의 주어진 각도에 대한 피크 파장은 구조체 (100) 가 늘어나거나 압축되는 경우에 변화할 수도 있다. 구조체 (100) 가 늘어나거나 압축된다면, 반사 스펙트럼 (202) 은 제 1 피크 파장과 상이한 새로운 피크 파장을 가질 수도 있다. 새로운 피크 파장과 제 1 피크 파장 사이의 차이는 이하에서 더 기술되는 바와 같이 압력에서 변화를 추론하도록 사용될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 피크 파장은 구조체 (100) 가 액체 또는 다른 물질에 노출 및/또는 접촉하는 경우 변할 수도 있다. 액체 또는 다른 물질의 조성은 피크 파장의 변화에 기초하여 결정될 수도 있다. 구조체 (100) 가 나노 구조체 (101) 를 노출하고 유체와 같은 액체 또는 다른 물질이 나노 구조체 (101) 와 접촉한다면, 반사 스펙트럼 (202) 은 물질이 없는 경우의 피크 파장에 비해 상이한 피크 파장을 가질 수도 있다. 제 2 피크 파장과 상이한 피크 파장 사이의 차이는 구조체 (100) 와 접촉하는 특정 물질의 존재와 같은 정보를 추론하도록 사용될 수도 있고, 이는 이하의 기술에서 보다 상세하게 논의될 수도 있을 것이다.
구조체 (100) 는 또한 편광-독립적일 수도 있다. 즉, 반사 스펙트럼 (202) 은 편광 독립적일 수도 있다. 예를 들어, 스펙트럼 (201) 은 상이한 횡방향 전기 (TE) 또는 횡방향 자기 (TM) 편광을 가질 수도 있다. 즉, 스펙트럼 (201) 의 임의의 편광에 대하여, 반사 스펙트럼 (202) 은 대략 동일하다.
도 2b는 나노 구조체 (102a) 의 측면도 (210) 를 도시한다. 측면도 (210) 의 평면으로 들어가는 y축과 함께 도시된 x축 및 z축이 있을 수도 있다. z축은 나노 구조체 (102a) 의 높이를 도시할 수도 있고 x축은 나노 구조체 (102a) 의 폭을 도시할 수도 있다. z축의 하단에서, 나노 구조체 (102a) 는 나노 구조체 (102a) 의 직경일 수도 있는, 나노 구조체 (102a) 의 가장 넓은 지점일 수도 있다. 나노 구조체 (102a) 의 직경은 나노 구조체 (102a) 와 나노 구조체 (102a) 가 위에 형성되는 베이스 기판의 교차점으로 정의된다. 나노 구조체 (102a) 의 단면은 z-x 평면을 따라 도시될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 나노 구조체 (102a) 의 베이스에서 나노 구조체 (102a) 의 직경은 200 nm 일 수도 있으나, 10 nm 와 2000 nm 사이의 다른 직경일 수도 있다. 나노 구조체 (102a) 의 높이는 100 nm 일 수도 있으나, 예를 들어 36 nm 와 168 nm 사이의 다른 높이일 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 의 치수들은 목표 파장 및 사용된 물질에 기초하여 변할 수도 있다. 목표 파장에 대한 나노 구조체들의 직경 및 높이를 해석하는 것은 두 변수들 (직경 및 높이) 을 해석하는 것이 필요하고, 하나가 수용가능한 범위 내에서 달라지면, 다른 하나는 그에 따라 달라질 것이다. 일부 실시예들에서, 나노 구조체 (102a) 의 높이는 제 1 거리 (104) 의 12 % 와 56 % 사이일 수도 있다. 일부 실시예에서, 나노 구조체 (102a) 의 직경은 제 1 거리 (104) 의 40 % 와 80 % 사이 일 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 의 높이 및 직경은 고정된 격자 상수에 대한 수직-대-평면 모드를 확인함으로써 그리고 나노 구조체 (102a) 의 높이 및 직경을 가변함으로써 결정될 수도 있다. 수직-대-평면 모드를 확인하도록 그리고 수용가능한 높이 및 직경 값들의 범위를 결정하도록 실험적 시험과 함께 사용될 수도 있는 파라미터 f 및 r 이 있을 수도 있다. 실험은 다음과 같이 정의된 변수 f 와 r 을 비교할 수도 있다. :
f = 나노 구조체 (102a) 의 직경 / 격자 상수 (즉, 제 1 거리 (104)) 및
r = 나노 구조체 (102a) 의 높이 / 나노 구조체 (102a) 의 직경
도 2c 를 참조하면, 변수 f 및 r 을 고정된 격자 상수 값과 비교할 수도 있는, 실험적으로 달라지는 높이 및 직경 값들에 기초한 실험적 시험 (220) 이 있을 수도 있다. 격자 상수 값은 목표 파장에 기초하여 결정될 수도 있고, 나노 구조체 (102a) 의 최종 높이 및 직경은 시험 (220) 의 결과들에 기초하여 결정될 수도 있다. 시험 (220) 은 영역들 (221, 223) 을 드러낼 수 있고 경계선 (222) 이 있을 수도 있다. 경계선 (222) 을 포함할 수도 있는 영역 (223) 은 수직-대-평면 모드가 존재하는 영역일 수도 있고 각도 독립적 거동을 허용할 수도 있다. 영역 (221) 은 수직-대-평면 모드가 존재하지 않는 영역일 수도 있다.
영역 (221) 내 나노 구조체 (102a) 의 높이 및 직경 값들에 대하여, 스펙트럼 (201) 의 입사각은 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 이동에서 큰 변화를 초래할 수도 있고, 이는 이하의 도 3 및 도 7에서 보다 상세하게 기술될 것이다. 영역 (223) 의 나노 구조체 (102a) 의 높이 및 직경 값들에 대하여, 그러나, 스펙트럼 (201) 의 입사각은 영역 (221) 에 비해 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 이동에서 작은 변화를 초래할 수도 있다. 즉, 경계선 (222) 을 포함하는 영역 (223) 은 반사 스펙트럼 (202) 의 각도 독립성 또는 보다 적은 각도 의존적 피크 파장 이동을 초래할 수도 있다.
또한, 도 1의 수직-대-평면 (즉, 각도 독립적) 구조체 (100) 에 대해 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 이동의 측정들을 수행하는 경우, 도 6 및 도 7에 기술된 센서 (600) 로부터 결과들을 보다 명확하게 읽도록 보다 큰 피크 파장 이동을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 경계선 (222) 으로부터 수직-대-평면 모드 영역으로 보다 멀어질수록, 발생할 수도 있는 피크 파장의 이동에서 변화가 보다 적다. 발생할 수도 있는 피크 파장의 이동에서 변화가 보다 적을수록, 측정들을 수행하기가 보다 어려울 수도 있다. 구조 (100) 의 각도 독립적 특성은 변하지 않을 수도 있으나, 피크 파장의 변화가 보다 작은 경우 측정값들을 읽는 것은 보다 어려울 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 의 높이, 직경, 및 격자 상수의 물리적 파라미터들은 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 이동에 영향을 줄 수도 있다. 그러나, 파라미터들이 수직-대-평면 모드를 가능하게 하는 한, (영역 221 에서 발견되는 값들과 다르게) 입사각으로 인한 측정된 피크 파장 이동에 차이가 거의 또는 전혀 없을 수도 있다. 따라서, 경계선 (222) 에 있을 수도 있는 높이 및 직경을 선택하는 것이 유리할 수도 있다.
격자 상수, 제 1 거리 (104), 는 반사 스펙트럼 (202) 에 대해 반사된 피크 파장일 수도 있는 목표 파장에 기초하여 결정될 수도 있고 목표 파장의 대략 ½ 일 수도 있다. 예를 들어, 목표 파장이 620 nm 라면, 격자 상수는 약 300 nm 일 수도 있다. 직경, 높이, 및 격자 상수 값들에 대하여, 수직-대-평면 모드는 반사 스펙트럼 (202) 이 피크 파장 이동을 가지도록 허용하기 위해 존재할 수도 있다. f 및 r 의 일부 범위들에서, 반사 스펙트럼 (202) 에 대한 피크 파장 이동은 f 및 r 의 다른 범위들에 대해 보다 클 수도 있다.
일부 실시예들에서, 나노 구조체 (102a) 는 금을 포함할 수도 있고, f 는 0.4 내지 0.8의 범위일 수도 있고, r 은 0.3 내지 0.7의 범위일 수도 있다. 따라서, f*r 은 0.3*0.4, 즉 0.12 내지 0.8*0.7, 즉 0.56일 수도 있고, 제 1 거리 (104) 에 대한 나노 구조체 (102a) 의 높이의 12 % 내지 56 %가 되는 비율을 제공한다. 다른 예시들에서, 다른 비율들이 존재할 수도 있다. 이러한 실시예는 스펙트럼 (201) 의 가시 스펙트럼에 대한 것일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 스펙트럼 (201) 은 근적외선 (NIR) 일 수도 있고, 금, 은, 도는 알루미늄을 포함할 수도 있는 다른 금속들이 사용될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 나노 구조체 (102a) 는 형상에서 포물면에 기초할 수도 있는 z-x 평면 내 단면을 가질 수도 있으나, 정사각형, 직사각형, 구형, 사다리꼴, 반구형, 또는 다른 형상을 포함하는 다른 형상들이 사용될 수도 있다. 포물면은 하나의 대칭축 (도 2b 에서 z축) 을 가지는 2차 함수 표면일 수도 있으나, 나노 구조체 (102a) 는 형상에서 정확한 포물면이 아닐 수도 있다. 제조 기술들의 물리적 제약으로 인해 자연스러운 편차가 있을 수 있거나 의도적으로 설계상 완전한 포물면이 아닐 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 는 표면 (205) 을 가질 수도 있다. 표면 (205) 은 전하 분포 (206) 를 가질 수도 있다. 표면 (205) 은 표면 플라스몬 (SP) 모드를 가질 수도 있고, 표면 상의 전하 분포 (206) 는 양전하와 음전하 사이에서 주기적으로 진동할 수도 있고, 이는 주기성으로 알려질 수도 있다. 이것은 나노 구조체 (102a) 의 표면 (205) 을 따라 발생할 수도 있고 표면 (205) 에서 파동에 의해 인지되는 굴절률 (RI) 에 따를 수도 있고 전도 전자들의 공명 진동일 수도 있는 수직-대-평면 모드로 알려질 수도 있다. z축을 따른 RI의 점진적 증가는 수직-대-평면 모드를 가능하게 할 수도 있다.
이론에 얽매이지 않고, 도 2b 에 도시된 바와 같이, Ez로 표시될 수도 있는, z축을 따라 분극된 전기장이 있을 수도 있다고 믿어진다. 유사하게, Ex로 표시될 수도 있는, x축을 따라 분극된 전기장이 있을 수도 있다고 믿어진다. Ez 또는 Ex 전기장 프로파일들로부터 얻은 쌍극자 모멘트가 있을 수도 있다. Ez는 수직으로 배향될 수도 있고, Ex는 구조 (100) 상의 패턴 (103) 의 주기성의 평면에 평행하게 배향될 수도 있다. 즉, Ez 는 z축을 따를 수도 있고, Ex 는 x축을 따를 수도 있다. 쌍극자 모멘트는 표면 플라스몬 모드로 인하여 스펙트럼 (201) 의 입사각 (203a) 에 실질적으로 덜 의존적일 수도 있다.
수직-대-평면 모드는 z 축을 따를 수도 있고, 이는 나노 구조체 (102a) 의 쌍극자 모멘트가 스펙트럼 (201) 의 각도 및 편광에 관계 없이 주기성의 평면에 수직으로 배향될 수도 있는 SP 모드일 수도 있다. 이전에 기술된 바와 같이, 이는 각도-독립성 및 편광-독립성을 초래할 수도 있으나, 각도 및 편광에 기초하여 응답에 일부 편차들이 있을 수도 있다. 편차는, 도 3에서 더 기술될, (비포물면인) 다른 나노 구조체 (102a) 형상들 및 패턴들 (103) 에 대하여 보다 매우 적을 수도 있다.
나노 구조체 (102a) 는 나노 구조체 (102a) 의 상단과 하단 사이의 깊이 (z축) 에 기초하여 달라지는 유효 플라스몬 굴절률 (the effective plasmonic RI) 을 가질 수도 있다. 나노 구조체 (102a) 의 상단으로부터 나노 구조체 (102a) 의 하단으로 z 축을 따라서, 유효 플라스몬 굴절률에서 점진적인 증가가 있을 수도 있다. 유효 플라스몬 굴절률은 도 1의 이웃하는 나노 구조체들 (102a 내지 102f) 에 의해 영향을 받을 수도 있다. 제 1 거리 (104) 가 두 나노 구조체들 사이에서 증가함에 따라, 굴절률은 감소할 수도 있다. 제 1 거리 (104) 가 두 나노 구조체들 사이에서 감소함에 따라, 굴절률은 증가할 수도 있다. 유사하게, 두 나노 구조체들에 대해, 나노 구조체들의 베이스들은 z축을 따라, 나노 구조체들의 상단들보다 서로 가깝다. 두 나노 구조체들의 하단과 상단 사이의 거리에서 이러한 차이들은 유효 플라스몬 굴절률 기울기 (207) 를 생성할 수도 있다. 유효 플라스몬 굴절률 기울기 (207) 는 나노 구조체 (102a) 의 상단으로부터 나노 구조체 (102a) 의 베이스로의 깊이들 사이의 관계를 도시할 수도 있다. 유효 플라스몬 굴절률, neff는 나노 구조체 (102a) 의 상단에서 보다 낮을 수도 있고 나노 구조체 (102a) 의 표면 (205) 을 따라 선형으로 증가할 수도 있다.
도 3은 도 1의 두 상이한 형상의 나노 구조체들 (101) 의 예시적인 비교를 도시한다. 포물면 형상의 나노 구조체들 (101) 의 배열이 및 디스크 형상의 나노 구조체들 (101) 의 배열이 있을 수도 있고, 이는 이하에서 보다 자세하게 기술될 것이다. 나노 구조체들 (101) 의 형상은 입력 각도들 (203a 내지 203c) 에 대한 입사각들 범위에 걸쳐 파장 의존성의 변화에 영향을 줄 수도 있다. 포물면 배열은 도 1의 포물면 형상 나노 구조체들 (101) 을 포함할 수도 있고, 수직-대-평면 모드를 나타낼 수도 있다. 디스크 배열은 도 1의 나노 구조체들 (101) 을 포함할 수도 있고 평면-외 모드를 나타낼 수도 있다.
도 2의 스펙트럼 (201) 은 입력 각도 범위 (203a 내지 203c) 를 가질 수도 있고, 이는 현재 예시된 예시에서 x축 상에 25도 내지 60도 사이로 도시될 수도 있다. 스펙트럼 (201) 은 구조체 (100) 상의 나노 구조체들 (101) 과 상호작용할 수도 있고, 출력 각도 (204a 내지 204c) 각각에 대해 피크 파장을 가지는 반사 스펙트럼 (202) 을 초래할 수도 있다. 25도와 25도보다 높은 각도의 스펙트럼 (201) 에서 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 사이의 차이는 측정될 수도 있고 나노미터일 수도 있는 단위로, 도 3의 y축 상에
Figure pat00001
λ 로 표시될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 비포물면 형상일 수도 있는, 제 1 나노 구조체 유형 (301) 은 25도와 25도보다 높은 각도에서 피크 반사 스펙트럼 (202) 사이에 차이를 가지고, 피크 스펙트럼 (201) 은 입력 각도 범위 (203a 내지 203c) 와 선형으로 변할 수도 있다. 입력 각도에서 5도의 변화 각각에 대해,
Figure pat00002
λ에서 10 % 이상의 변화가 있을 수도 있다. 즉, 각도-의존적 응답으로 알려질 수도 있는
Figure pat00003
λ의 변화가 있을 수도 있다. 예를 들어, 고정된 스펙트럼 (201) 에 대해, 입력 각도 (203a) 는 25도일 수도 있고
Figure pat00004
λ는 약 0 nm일 수도 있다. 입력 각도 (203b) 는 40도일 수도 있고
Figure pat00005
λ는 약 14 nm일 수도 있다. 입력 각도 (203c) 는 60도일 수도 있고
Figure pat00006
λ는 약 30 nm일 수도 있다
또 다른 실시예에서, 제 2 나노 구조체 유형 (302) 은 포물면 형상을 가질 수도 있고 제 2 나노 구조체 유형 (101) 의 디스크 형상 구조체에 대해 매우 보다 각도 독립적인 응답이 있을 수도 있다. 제 2 나노 구조체 유형 (302) 에 대한 각도-의존적 응답이 여전히 있을 수도 있으나, 제 1 나노 구조체 유형 (301) 에 비해 응답이 매우 적을 수도 있고 용어 각도-독립성이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 고정된 스펙트럼 (201) 에 대하여, 입력 각도 (203a) 는 25도일 수도 있고,
Figure pat00007
λ는 약 0 nm일 수도 있다. 입력 각도 (203b) 는 40도일 수도 있고,
Figure pat00008
λ는 약 1.4 nm일 수도 있다. 입력 각도 (203c) 는 60도일 수도 있고,
Figure pat00009
λ는 약 1.8 nm일 수도 있다.
도 4는 구조체 (100) 의 제조를 위한 제조 프로세스 (400) 를 도시한다. 도 5는 제조 프로세스 (400) 의 프로세스 (500) 를 도시한다. 구조체 (100) 의 제조는 기판 (401) 상에서 시작될 수도 있다.
기판 (401) 은 구조체 (100) 의 제조가 일어나는 임의의 금속일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 기판 (401) 은 실리콘으로 만들어질 수도 있다. 기판 (401) 은 실리콘 웨이퍼일 수도 있다.
포토레지스트 (402) 는 기판 (401) 상에 증착될 수도 있다. 이는 도 5의 프로세스 (501) : 기판 (401) 상에 포토레지스트 (402) 를 증착하는 단계일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 약 1 마이크로미터 (μm) 두께일 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 0.1 μm 내지 5 μm 두께일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 기판 (401) 에 걸쳐 두께가 대략 동일하고 평평할 수도 있다.
포토레지스트 (402) 는 표면 상에 패턴화된 코팅을 형성하도록 프로세스 내에서 사용될 수도 있는 감광성 (light-sensitive) 폴리머 물질을 포함할 수도 있고, 패터닝은 표면으로부터 패턴화되지 않은 포토레지스트 (402) 를 모두 제거하는 것을 포함할 수도 있다.
포토레지스트 (402) 는 연관된 감광약 및 용매를 가질 수도 있다. 일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 포지티브 또는 네거티브 포토레지스트 프로세스에서 사용될 수도 있다. 포토레지스트 (402) 의 화학적 구조들은 광중합성, 광분해성, 광가교성, 또는 임의의 다른 포토레지스트 구조일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 포토레지스트 (402) 는 전자 빔들에 노출될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 균일하게 두꺼운 층을 형성하도록 기판 (401) 상에 스핀 코팅될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 는 이후 100초 에서 200초 동안 100 ℃ 내지 120 ℃ 로 가열될 수도 있다.
도 5의 프로세스 (502) 는 제 1 금속 (403) 을 포토레지스트 (402) 상에 증착하는 것을 포함할 수도 있다. 제 1 금속 (403) 은 기판 금속으로 또한 지칭될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 금속 (403) 의 일부는 포토레지스트 (402) 에 더하여 기판 (401) 상에 또한 증착될 수도 있다. 이는 기판 9401) 의 에지와 포토레지스트 (402) 의 에지 사이의 영역을 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 모든 제 1 금속 (403) 은 포토레지스트 (402) 상에 증착될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제 1 금속 층 (403) 은 니켈일 수도 있다. 또 다른 실시에에서, 제 1 금속 (4030 은 주기율표의 임의의 다른 금속 또는 금속들의 합금일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 금속 층 (403) 은 200 nm 내지 600 nm 두께일 수도 있고 희생 층으로서 사용될 수도 있다. 임의의 실시예들에서, 제 1 금속 층 (403) 은 전자 빔 (e-beam) 증발을 사용하여 증착될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 금속 (403) 의 증발 속도는 0.05 nm/s 에서 5 nm/s 일 수도 있다.
도 5의 프로세스 (503) 는 제 1 금속 층 (403) 상에 레지스트 (404) 를 증착하는 것을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 와 같은 합성수지일 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 ZEON SPECIALTY MATERIALS, INC 에 의해 시판되고 판매되는 ZEON electron beam positive-tone (ZEP) 레지스트일 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 임의의 종류의 전자빔 레지스트일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 제 1 금속 (403) 상에 스핀 코팅될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 를 굽는 시간은 100 초 내지 200초 사이일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 150 ℃ 내지 200 ℃ 사이에서 구워질 수도 있다.
일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 0.1 μm 와 5 μm 사이 두께일 수도 있으나, 레지스트 (404) 의 두께는 보다 크거나 보다 작을 수도 있고, 홀들 (405) 의 목표 종횡비에 의존할 수도 있다. 레지스트 (404) 의 두께는 레지스트 (404) 상에 형성되는 패턴들의 종횡비와 같은 제조 요건들에 의존할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 전자빔 (e-beam) 리소그래피는 도 1의 패턴 (103) 을 형성하기 위해 홀들의 패턴을 형성하도록 레지스트 (404) 에 도포될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (504) 는 레지스트 (404) 상에 패턴 (103) 을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 전자빔 리소그래피의 빔은 1000 μC/cc 내지 5000 μC/cc의 전력 강도를 가지는 5 nA 내지 100 nA 빔일수도 있고, 이 범위 이상의 다른 값들일 수도 있다.
레지스트 (404) 에 적용되는 전자빔 리소그래피는 홀들 (405) 을 형성할 수도 있다. 홀들 (405) 은 홀들 (405) 의 위치에서 제 1 금속 (403) 을 노출할 수도 있다. 홀들 (405) 의 패턴 (103) 은 나노 구조체들 (101) 의 형성을 돕도록 사용될 수도 있다. 홀들 (405) 중 일 홀은 홀의 직경에 대한 홀의 높이의 비율일 수도 있는 종횡비를 가질 수도 있다. 일부 실시예들에서, 종횡비는 3 내지 16일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 홀들 (405) 중 일 홀의 직경은 100 nm 내지 1 μm 일 수도 있으나, 홀의 직경은 목표 파장 적용에 따라 보다 크거나 보다 작을 수도 있다. 일부 실시예들에서, 홀들 (405) 내 홀의 직경은 목표 파장 적용의 규모의 순서 내에 있을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 다수의 홀들 (405) 에서 사용된 홀들의 직경들이 있을 수도 있다.
일부 실시예들에서, 층 (406) 은 홀들 (405) 의 위치에서 제 1 금속 (403) 상에 증착될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (505) 는 층 (406) 을 제 1 금속 (403) 상에 선택적으로 증착하는 단계를 포함할 수도 있다. 층 (406) 은 크롬과 같은 금속일 수도 있고, 1 nm 내지 5 nm 의 두께일 수도 있다. 층 (406) 은 접착층으로도 알려질 수도 있다. 층 (406) 제 1 금속 (403) 과 제 2 금속 (407) 사이의 보다 좋은 접착을 허용할 수도 있다.
제 2 금속 (407) 은 패턴 (103) 과 동일한 위치일 수도 있고 패턴 (103) 을 형성할 수도 있는, 홀들 (405) 의 위치에서 층 (406) 의 일부 또는 전부 상에 증착될 수도 있다. 제 2 금속 (407) 은 또한 나노 구조체 금속으로 지칭될 수도 있다. 제 1 금속 (403) 이 사용되지 않는 또 다른 실시예에서, 제 2 금속 (407) 은 홀들 (405) 의 위치에서 임의의 기판 상에 증착될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (506) 는 홀들 (405) 의 위치에서 제 2 금속 (407) 을 증착하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제 2 금속 (407) 은 층 (406) 이 존재하지 않는 경우, 홀들 (405) 의 위치에서 제 1 금속 (403) 상에 증착될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 금속 (407) 은 금일 수도 있으나, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드, 인듐/주석 옥사이드 (Indium tin oxide), 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물, 텅스텐 옥사이드, 티타늄-텅스텐 또는 임의의 다른 금속 또는 금속 합금일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 금속 (407) 은 5 nm 내지 500 nm 두께일 수도 있으나, 목표 파장 적용에 따른 다른 두께일 수도 있다. 목표 파장 적용은 나노 구조체 (101) 가 목표 파장과 상호작용하는 파장일 수도 있고 도 2a의 반사 스펙트럼 (202) 에서 반사된 피크 파장일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 선택된 제 2 금속 (407) 은 타겟 파장에 의존할 수도 있다. 가시 스펙트럼의 경우, 제 2 금속 (407) 은 금일 수도 있으나, 다른 금속들일 수도 있다. 근적외선 (NIR) 스펙트럼의 경우, 제 2 금속 (407) 은 알루미늄 또는 은일 수도 있으나, 다른 금속들일 수도 있다. 금속이 반사하는 스펙트럼 범위는 목표 파장에 대해 선택하기 위한 금속을 결정하도록 사용될 수도 있다. 금은 가시 스펙트럼을 반사할 수 있을 수도 있는 반면, 알루미늄 및 은은 근적외선 스펙트럼을 반사할 수 있을 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 메탈 (407) 은 전자빔 증착을 사용하여 증착될 수도 있으나, 다른 증착 방법들이 사용될 수도 있다.
제 2 금속 (407) 은 일단 증착되면, 초기에 형상 (408) 일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 형상 (408) 은 원뿔 형상 (cone shape) 일 수도 있다. 원뿔의 상단은 평평하거나 편평할 수도 있고, 단일 지점에서 끝나지 않을 수도 있다. 원뿔 형상은 홀들 (405) 의 종횡비의 결과로서 형성될 수도 있다. 종횡비가 낮다면, 형상 (408) 은 디스크처럼 보일 수도 있다. 종횡비가 높다면, 형상 (408) 은 보다 그것의 첨단 (tip) 으로 날카로운 단일 지점을 가지는 원뿔처럼 보일 수도 있다. 이하에서 기술될 바와 같이, 형상 (408) 에서 형상 (409) 으로 제 2 금속 (407) 의 성형은 레지스트 (404) 가 제거된 후에 발생할 수도 있다.
일부 실시예들에서, 레지스트 (404) 는 제거될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (507) 은 레지스트 제거 단계 (404) 를 포함한다. 레지스트 (404) 는 KAYUKA ADVANCED MATERIALS 에 의해 시판되고 판매되는, REMOVER PG 와 같은 용매 스트리퍼를 사용하는 리프트오프 수조 (lift-off bath) 방법으로 제거될 수도 있다. REMOVER PG 가 사용될 수도 있고, 레지스트 (404) 가 6 내지 30 시간동안 리프트오프 수조에 있을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 상이한 방법이 레지스트 (404) 를 제거하도록 사용될 수도 있다.
제 2 금속 (407) 은 형상 (408) 일 수도 있고 레지스트 (404) 가 없는 경우 형상 (409) 으로 변형될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (508) 는 제 2 금속 (407) 을 형상 (408) 으로부터 형상 (409) 으로 변형하는 단계를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 형상 (409) 은 형상에서 포물면일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 형상 (409) 은 디스크, 원뿔, 또는 반구일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이온 빔에 대한 노출은 제 2 금속 (407) 을 형상 (408) 으로부터 형상 (409) 으로 성형하도록 사용될 수도 있다.
FIB (Focused-ion beam) 노출은 0.01 ms (millisecond) 내지 1 ms 체류 시간을 가질 수도 있는 0.1 nA 내지 2 nA 빔으로 제 2 금속 (407) 을 형상 (409) 으로 형성하기 위하여 사용될 수도 있다. 체류 시간은 제 2 금속 (407) 에 대한 이온 빔의 노출 시간일 수도 있다. FIB 는 형상 (408) 의 제 2 금속 (407) 의 에지가 마모되도록 허용할 수도 있는, 방향성 빔일 수도 있다. 즉, FIB 는 방향성일 수도 있고, 이는 일부 실시예들에서, 기판 (401) 에 수직일 수도 있다. FIB 방향을 마주하는 에지들, 지점들, 또는 편평한 표면들과 같은 뾰족한 피처들은 제거될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이온 빔의 방향은 기판 (401) 에 대해 0도 (평행) 와 90도 (수직) 사이의 각도에 있을 수도 있다. 일부 실시예들에서, 방향은 이온 빔이 노출되는 체류 시간 동안 변하지 않을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 방향은 이온 빔이 노출되는 체류 시간 동안 변할 수도 있다.
도 5의 프로세스 (509) 는 제 2 금속 (407) 상에 표면 (410) 을 선택적으로 증착하는 단계를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 표면 (410) 은 PDMS 일 수도 있고 스핀 코팅을 통해 증착될 수도 있으나, 표면 (410) 은 탄성이 있거나 파동이 이를 통해 이동하도록 허용할 수 있는 다른 물질들일 수도 있고 또 다른 기술에 의해 증착될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 표면 (410) 은 제 2 금속 (407) 의 높이의 1 내지 100 배일 수도 있다. 표면 (410) 은 일부 실시예들에서, 선택적 표면일 수도 있고 제 2 금속 (407) 상에 증착되지 않을 수도 있다.
일부 실시예들에서, 제 1 금속 (403) 은 포토레지스트 (402) 의 베이스를 너머 연장할 수도 있다. 이러한 연장된 영역은 절단될 수도 있고 포토레지스트 (402) 의 구조체, 제 1 금속 (403), (증착 프로세스에 포함된다면) 층 (406), 제 2 금속 (407), 및 표면 (410) 은 기판 (401) 으로부터 제거될 수도 있다. 포토레지스트 (402) 는 이후 아세톤과 같은 용매를 사용하여 제거될 수도 있다. 일부 실시예들에서 아세톤 용매는 포토레지스트 (402) 를 제거하도록 2 내지 10 분 동안 사용될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 구조체 (100) 가 도 1의 표면 (410) 에 삽입된 나노 구조체들 (101) 을 포함하는 경우, 제 1 금속 (403) 은 산 수조로 제거될 수도 있다. 도 5의 프로세스 (510) 는 제 1 금속 (403) 을 제거하는 단계를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 포토레지스트 (402) 및 (존재하는 경우) 층 (404) 을 노출시키는 제 1 금속 (403) 의 측면들에 절단이 있을 수도 있고, 산 수조가 아래에서 위로 (bottom up) 층들을 제거하도록 사용될 수도 있다. 즉, 포토레지스트 층 (402) 이 제거될 수도 있고, 이어서 층 (403), 그리고 이어서 층 (404) 이 존재하는 경우 제거될 수 있다. 염산이 사용될 수도 있고 구조체는 12 내지 36 시간 동안 산 수조에 있을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 금속 (403) 은 대안적인 방법으로 제거될 수도 있다. 결과적인 구조체는 층 (406), 제 2 금속 (407), 및 표면 (410) 을 포함할 수도 있는 구조체 (100) 일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 층 (406) 은 또한 염산 수조를 사용하여 제거될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 제 1 금속 (403) 및 층 (402) 은 필요하지 않을 수도 있고 결과적인 구조체는 기판 (401) 상에 직접적으로 제조될 수도 있다. 후속적으로, 프로세스 (502) 및 프로세스 (503) 는 발생하지 않을 수도 있다. 이러한 실시예는 나노 구조체들 (101) 이 노출되고 표면 (410) 이 없는 기판 (401) 의 표면 상에 있는, 구조체 (100) 에 대한 것일 수도 있다. 이 실시예에서, 프로세스 (510) 는 발생하지 않을 수도 있고 산 수조는 사용되지 않을 수도 있다. 대신, 기판 (401) 은 구조체 (100) 를 형성하도록 절단될 수도 있다.
결과적인 구조체는 제 2 금속 (407) 및 표면 (410) 을 포함할 수도 있는 구조체 (100) 일 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 구조체 (100) 는 층 (406) 이 사용되지 않는 경우 금속 (407) 및 표면 (410) 을 포함할 수도 있다.
도 6은 상면도 및 측면도로 센서 (600) 의 예시적인 실시예를 도시한다. 센서 (600) 는 압력의 변화를 측정하도록 구조체 (100) 를 사용할 수도 있다. 센서 (600) 는 캐비티 (601) 를 포함할 수도 있다. 멤브레인 (602) 은 캐비티 (601) 의 상단 측에 있을 수도 있다. 구조체 (100) 는 멤브레인 (602) 상에 있을 수도 있다.
캐비티 (601) 는 PDMS 와 같은 탄성 중합 물질일 수도 있다. 캐비티 (601) 는 대기와 같은 알려진 압력에서 압축성 유체로 채워질 수도 있고 유체에 잠긴다면 유체가 캐비티 (601) 를 관통하지 않을 수도 있도록 밀봉될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 캐비티 (601) 는 10μm 내지 1mm 의 높이 및 100 μm 내지 5 mm 직경을 가지는 실린더일 수도 있다. 구조체 (100) 는 멤브레인 (602) 의 표면 상의 캐비티 (601) 에 부착될 수도 있고, 또는 멤브레인 (602) 내 삽입될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 멤브레인 (602) 은 내부에 대한 외부의 압력차에 기초하여 편향할 수도 있다. 스펙트럼 (201) 은 반사된 관련 피크 파장을 가질 수도 있는 반사 스펙트럼 (202) 으로 반사될 수도 있는, 구조체 (100) 로 전송될 수도 있다. 미지의 압력의 반사 스펙트럼 (202) 에서 반사 피크 파장은 압력차가 멤브레인 (602) 내 압력 변화를 결정하도록 알려진 경우 관찰된 피크 파장과 비교될 수도 있다.
구체적으로, 캐비티 (601) 는 내부 캐비티 (601) 유체와 외부 환경 사이 압력차를 경험할 수도 있고, 이는 멤브레인 (602) 을 편향시킨다. 멤브레인 (602) 의 편향은 구조물 (100) 에 방사상 압박 (strain) 을 초래할 수 있고, 이는 구조체 (100) 내부에 삽입된 나노 구조체들 (101) 이 보다 빽빽하게 이격되거나 덜 빽빽하게 이격되게 할 수도 있다. 이는 결국 도 7에 기술될 바와 같이, 압력차를 추정하도록 사용될 수도 있는, 피크 파장에서 변화를 야기할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 캐비티 (601) 는 시야의 외부일 수도 있는 위치에서, 눈의 전방 (anterior chamber) 에 위치할 수도 있다. 안압 변화는 결국 멤브레인 (602) 이 편향되고 구조 (100) 가 편향되게 할 수도 있는, 캐비티 (601) 의 압력 변화로 이어질 수도 있다.
이전에 기술된 실시예가 구조체 (100) 및 캐비티 (601) 를 사용하는 압력 센서에 집중하는 반면, 구조체 (100) 는 또한 캐비티 (601) 없이 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 멤브레인 (602) 및 구조체 (100) 는 케비티 (601) 없이 센서를 형성할 수도 있다. 구조체 (100) 는 멤브레인 (602) 에 삽입되거나 멤브레인 (602) 의 상단에 위치할 수도 있다. 멤브레인 (602) 에 삽입된 구조체 (100) 에서, 결과적인 구성은 표면 상에 위치되는 경우, 물질의 늘어남 또는 압축을 측정하기 위한 센서로서 사용될 수도 있다. 멤브레인 (602) 의 상단에 위치하는 구조체 (100) 에서, 결과적인 구조체는 구조체 (100) 와 직접 접촉하거나 구조체 (100) 의 상단에 위치한 물질 또는 액체의 조성을 검출하도록 사용될 수도 있다.
도 7은 구조체 (100) 를 가지는 도 6의 센서 (600) 의 압력 측정 (700) 을 도시한다. 도 7은 도 3의 제 1 나노 구조체 유형 (301) 및 제 2 나노 구조체 유형 (302) 을 가지는 구조체들 (100) 에 대한 달라지는 압력들에서 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장의 변화를 비교할 수도 있다. 도 7은 포물면 형상의 나노 구조체들을 사용하는 이점을 도시한다. x축은 nm 단위로 파장의 변화 |
Figure pat00010
λ| 를 도시할 수도 있다. y축은 임의의 단위 (arbitrary units, a.u.) 로 반사 스펙트럼 (202) 의 반사율을 도시할 수도 있다. 반사율은 분광계로 측정될 수도 있는 광자 수들로 측정될 수도 있다. 광자 수는 물리적 환경, 광원 전력, 및 다른 변수들에 따라 달라질 수도 있다. 따라서, 임의의 단위는 반사율을 분석하고 피크 파장 이동을 비교 하기 위해 사용될 수도 있다.
도 2a의 달라지는 입사각 (203a 내지 203c) 및 달라지는 압력 레벨들에서 제 1 나노 구조체 유형 (301) 에 대한 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 변화는 응답 (701) 에 도시될 수도 있다. 도 2a의 달라지는 입사각 (203a 내지 203c) 및 달라지는 압력 레벨들에서 제 2 나노 구조체 유형 (302) 에 대한 반사 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 변화는 응답 (702) 에 도시될 수도 있다. 도 3에서 기술된 바와 같이, 제 1 나노 구조체 유형 (301) 은 디스크 또는 다른 비포물면 형상들을 포함할 수도 있다. 제 2 나노 구조체 유형 (302) 은 포물면-형상 나노 구조체들을 포함할 수도 있다.
도 7은 시나리오들 (710, 720, 730) 에서 도 2의 스펙트럼 (201) 에 대한 3개의 입사각들을 도시할 수도 있다. 시나리오 (710) 에서, 입사각은 60도일 수도 있다. 시나리오 (720) 에서, 입사각은 45도일 수도 있고, 시나리오 (730) 에서, 입사각은 30도일 수도 있다. 시나리오들 (710, 720, 730) 은 도 2의 입력 각도들 (203a 내지 203c) 에 각각 대응할 수도 있다.
시나리오 (710, 720, 730) 각각에 대하여, 그리고 응답들 (702, 701) 모두에 대하여, 0 mmHg (즉, 압력 변화 없음), 20 mmHg, 및 40 mmHg의 센서 (600) 의 압력에 대응할 수도 있는, 3 세트들의 피크 파장 변화들이 있을 수도 있다. 3개의 그래프 선들의 세트 각각에 대하여, 최상단 그래프 선은 0 mmHg의 압력 변화에 대응할 수도 있고, 중간 그래프 선은 20 mmHg의 압력 변화를 나타낼 수도 있고, 최하단 그래프 선은 40 mmHg의 압력 변화를 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 측정 (702a) 은 센서 (600) 가 0 mmHg의 압력 변화로 교정되는 경우 제 2 나노 구조체 유형 (302) 에 대해 피크 파장 이동을 도시할 수도 있다.
시나리오 (710) 를 참조하면, 60도의 입사각에 대한 응답들 (702, 701) 이 있다. 시나리오 (710) 내의, 제 2 나노 구조체 유형 (302) 에 대응할 수도 있는, 응답 (702) 에서, 측정 (702a 내지 702c) 으로 도시되는, 대응하는 피크 파장 이동들의 3개의 프로파일들이 있을 수도 있다. 측정 (701a) 은 0 mmHg의 압력 변화에 대응할 수도 있다. 측정 (701b) 은 20 mmHg의 압력 변화에 대응할 수도 있고, 측정 (701c) 는 40 mmHg의 압력 변화에 대응할 수도 있다.
유사하게, 시나리오 (710) 를 참조하면, 응답 (701) 에 대하여, 측정 (701a) 은 0 mmHg의 압력 변화를 가질 수도 있고, 측정 (701b) 은 20 mmHg의 압력 변화를 가질 수도 있고, 측정 (701c) 은 40 mmHg의 압력 변화를 가질 수도 있다.
시나리오들 (710, 720, 730) 에 대응하는, 다중 입사각들에 걸친 응답 (702) 의 0 mmHg 압력 변화를 참조하면, 시나리오 (710) 에 피크 파장 이동 (702a) 이 있을 수도 있고, 시나리오 (720) 에 피크 파장 이동 (703) 이 있을 수도 있고, 시나리오 (730) 에 피크 파장 이동 (740) 이 있을 수도 있다. 피크 파장 이동 (702a) 은 대략 3 nm 일 수도 있고, 피크 파장 이동 (703) 은 대략 2.75 nm 일 수도 있고, 피크 파장 이동 (704) 은 대략 2.5 nm 일 수도 있다.
응답 (701) 의 0 mmHg의 압력 변화를 참조하면, 시나리오 (710) 에서 피크 파장 이동 (701a) 가 있을 수도 있고, 시나리오 (720) 에서 피크 파장 이동 (705), 시나리오 (730) 에서 피크 파장 이동 (706) 이 있을 수도 있다. 피크 파장 이동 (701a) 은 대략 25 nm일 수도 있고, 피크 파장 이동 (705) 은 대략 18 nm일 수도 있고, 피크 파장 이동 (706) 은 대략 15 nm일 수도 있다. 다른 압력 변화들 (701, 702) 을 검토하면, 응답 (702) 이 스펙트럼 (202) 의 피크 파장 변화에 대해 각도-독립적 응답 (예, 매우 작은 피크 파장 이동) 을 가질 수도 있는 것을 발견할 수도 있다. 이전에 기술된 바와 같이, 각도 독립성은 다른 솔루션들보다 각도-의존성이 낮을 수도 있다. 제 2 나노 구조체 형상 (302) 의 포물면-형상 나노 구조체들을 사용할 수도 있는, 응답 (702) 은 각각의 시나리오 (730) 의 30도에서 시나리오 (710) 의 60도 까지의 범위의 입사각에 대해 2.5 nm 내지 3 mm의 0 mmHg에서의 피크 파장 이동을 가질 수도 있다. 30도 내지 60도 피크 파장 이동의 차이는 대략 0.5 nm일 수도 있다. 가시 스펙트럼에서, 0.5 nm 피크 파장 이동의 차이는 색상 변화를 초래하지 않을 수도 있다. 그러므로, 만약 포물면-형상 나노 구조체가 센서 (600) 에서 사용된다면, 측정들이 입사각의 범위에 걸쳐 대략 동일한 판독값을 제공할 수도 있는 “각도 독립적” 범위가 있을 수도 있다.
한편, 디스크-형상의 나노 구조체들을 사용하는, 제 1 나노 구조체 유형 (301) 을 사용할 수도 있는, 응답 (701) 은 피크 파장 이동들 (701a, 704, 706) 에 대한 각도-의존적 응답을 도시할 수도 있다. 응답 (701) 은 시나리오 (730) 의 30도에서 시나리오 (710) 의 60도까지의 범위의 입사각에 대해 15nm와 25nm 사이의 0mmHg에서의 피크 파장 이동을 가질 수도 있다. 30도 내지 60도의 입사각의 피크 파장 이동의 차이는 대략 10 nm 일 수도 있다. 가시 스펙트럼에서, 10 nm의 피크 파장 이동의 차이는 색상 변화를 초래할 수도 있다. 따라서, 디스크-형상 나노 구조체가 센서 (600) 에 사용된다면, 측정들이 입사각의 범위에 걸쳐 상이한 판독값들을 제공할 수도 있는 “각도 의존적” 범위가 있을 수도 있다.
이전에 기술된 바와 같이, 포물면-형상 나노 구조체들은 각도 독립적이거나 보다 적게 입사각에 의존할 수도 있기 때문에, 유용한 센서 (600) 를 허용할 수도 있다. 스펙트럼 (201) 의 입사각은 정확할 필요는 없을 수도 있고 30도에서 60도 까지와 같은, 각도의 범위일 수도 있다. 이는 응답 (702) 에 도시될 수도 있다. 응답들 (702) 과 달리, 응답들 (701) 에서, 측정들이 반복 가능한 측정들을 제공하기 위하여 정확한 입사각을 요구할 수도 있기 때문에 센서 (600) 에 유용하지 않을 수도 있는 각도 의존적 응답이 있을 수도 있다.
압력 측정 판독값들은, 구체적으로 응답들 (702) 의, 압력 측정 데이터를 (700) 사용함으로써 센서 (600) 에 대해 교정될 수도 있다.
센서 (600) 는 포물면-형상의 나노 구조체들을 사용할 수도 있고, 응답들 (702) 에 도시된 바와 같은 압력 측정들로 교정될 수도 있다. 즉, 주어진 압력 변화에 대해, 스펙트럼 (201) 의 입사각과 관계없이 하나의 피크 파장 이동이 있을 수도 있다. 응답들 (702) 의 음영 영역에 도시된 바와 같이, 압력 변화 각각에 대한 피크 파장 이동은 압력에 걸쳐 상이하고, 입사각에 걸쳐 거의 동일하다. 따라서, 입사각 범위에 걸쳐 압력을 측정하는, 이전에 다루기 힘들었던 문제가 이제 해결 가능할 수도 있고 센서 (600) 에 사용될 수도 있다.
본 발명 개념의 예시적인 실시예들은 다음의 설명들로 제한 없이 확장될 수 있다:
설명 1: 기판, 및 기판 상 또는 내부에 패턴으로 위치되는 나노 구조체들을 포함하고, 나노 구조체들은 형상이 포물면이고 주기적인 패턴으로 배열되는, 메타물질 구조체.
설명 2: 설명 1에 있어서, 나노 구조체들은 수직-대-평면 모드에서 동작 가능하고, 수직-대-평면 모드는 각도-독립적 표면 플라스몬 모드 및 편광-독립적 표면 플라스몬 모드를 더 포함하는, 메타물질 구조체.
설명 3: 설명 1에 있어서, 나노 구조체들은 금, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄-도핑 징크 옥사이드, 인듐/주석 옥사이드, 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물, 텅스텐 옥사이드, 또는 티타늄-텅스텐, 또는 이들의 조합 중 하나 이상으로 이루어지는, 메타물질 구조체.
설명 4: 설명 1에 있어서, 기판은 플렉서블 하거나 스트레처블한, 메타물질 구조체.
설명 5: 설명 1에 있어서, 나노 구조체 형상은 반타원체 또는 포물면 형상인, 메타물질 구조체.
설명 6: 설명 1에 있어서, 나노 구조체들은 등거리 나노 구조체들 및 비등거리 나노 구조체들을 모두 포함하는 반주기적 (semi-periodic) 패턴으로 배열되는, 메타물질 구조체.
설명 7: 설명 1에 있어서, 가장 가까운 나노 구조체들 사이의 거리는 60 nm 내지 600 nm 인, 메타물질 구조체.
설명 8: 설명 1에 있어서, 가장 가까운 나노 구조체들 사이의 거리는 120 nm 내지 1200 nm 인, 메타물질 구조체.
설명 9: 설명 1에 있어서, 나노 구조체들의 직경은 10 nm 내지 2000 nm 인, 메타물질 구조체.
설명 10: 설명 1에 있어서, 나노 구조체들의 높이는 36 nm 내지 168 nm 인, 메타물질 구조체.
설명 11: 설명 1에 있어서, 주기적인 패턴은 육각형인, 메타물질 구조체.
설명 12: 설명 1에 있어서, 주기적인 패턴은 정사각형인, 메타물질 구조체.
설명 13: 기판 상에 나노 구조체 금속을 증착하는 단계, 및 나노 구조체 금속으로부터 포물면들을 형성하는 단계를 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 14: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 레지스트를 증착하는 단계, 및 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 홀들의 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 15: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속의 상에 플렉서블 물질 표면을 증착하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 16: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 기판 금속을 증착하는 단계, 및 나노 구조체 메탈로부터 포물면들을 형성하는 단계 이후 기판 금속을 용해시키는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 17: 설명 16에 있어서, 기판 금속은 200 nm 내지 600 nm 두께인, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 18: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속을 증착되기 전에 포토레지스트를 증착하는 단계, 나노 구조체 금속이 증착된 이후 및 포토레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 19: 설명 14에 있어서, 나노 구조체 금속이 증착되기 전에 접착층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 20: 설명 19에 있어서, 접착층은 크롬인, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 21: 설명 14에 있어서, 홀들은 3 내지 16의 종횡비를 가지는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 22: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속은 50 nm 내지 500 nm 두께 사이인, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 23: 설명 13에 있어서, 나노 구조체 금속은 금, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄-도핑 징크 옥사이드, 인듐/주석 옥사이드, 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물, 텅스텐 옥사이드, 또는 티타늄-텅스텐, 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
설명 24: 메타물질 구조체 상에 파장 스펙트럼을 수용하는 단계, 메타물질로부터 반사 피크 파장을 측정하는 단계, 및 반사 피크 파장을 기준점과 비교하는 단계를 포함하는, 압력 변화들을 결정하기 위한 방법.
설명 25: 메타물질, 및 캐비티를 포함하고, 메타물질은 패턴 내 위치하고, 포물면 형상이고, 주기적인 나노 구조체들을 더 포함하는, 압력 센서.

Claims (28)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상 또는 내부에 패턴으로 위치된 나노 구조체들을 포함하고,
    상기 나노 구조체들은 형상이 포물면이고 주기적인 패턴으로 배열되는, 메타물질 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체들은 수직-대-평면 (normal-to-plane) 모드에서 동작 가능하고, 상기 수직-대-평면 모드는 각도-독립적 표면 플라스몬 (plasmon) 모드 및 편광-독립적 표면 플라스몬 모드를 더 포함하는, 메타물질 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체들은 금, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄-도핑 징크 옥사이드, 인듐/주석 옥사이드, 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물, 텅스텐 옥사이드, 또는 티타늄-텅스텐, 또는 이들의 조합 중 하나 이상으로 이루어지는, 메타물질 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 플렉서블 (flexible) 또는 스트레처블 (stretchable) 한, 메타물질 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체들의 형상은 반 타원체 (hemi-ellipsoid) 이거나 포물면 형상인, 메타물질 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체들은 등거리 나노 구조체들 및 비등거리 나노 구조체들을모두 포함하는 반주기적 (semi-periodic) 패턴으로 배열되는, 메타물질 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    가장 가까운 상기 나노 구조체들 사이의 거리는 60 nm 내지 600 nm 인, 메타물질 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    가장 가까운 상기 나노 구조체들 사이의 거리는 120 nm 내지 1200 nm 인, 메타물질 구조체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노 구조체들의 직경은 10 nm 내지 2000 nm 인, 메타물질 구조체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 나노 구조체들의 높이는 36 nm 내지 168 nm 인, 메타물질 구조체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기적인 패턴은 육각형인, 메타물질 구조체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 주기적인 패턴은 정사각형인, 메타물질 구조체.
  13. 기판 상에 나노 구조체 금속을 증착하는 단계; 및
    상기 나노 구조체 금속으로부터 포물면들을 형성하는 단계를 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 레지스트를 증착하는 단계; 및
    상기 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 홀 (hole) 들의 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속 상에 플렉서블 물질 표면을 증착하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속을 증착하는 단계 전에 기판 금속을 증착하는 단계; 및
    상기 나노 구조체 금속으로부터 상기 포물면들을 형성하는 단계 이후 상기기판 금속을 용해하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판 금속은 200 nm 내지 600 nm 두께인, 메타물질 표면을 제조하기위한 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속이 증착되기 전 포토레지스트를 증착하는 단계; 및
    상기 나노 구조체 금속이 증착된 이후 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속이 증착된 이후 접착층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 접착층은 크롬인, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 홀들은 3 내지 16의 종횡비를 가지는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속은 50 nm 내지 500 nm 두께인, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 나노 구조체 금속은 금, 알루미늄, 은, 구리, 알루미늄-도핑된 징크 옥사이드, 인듐/주석 옥사이드, 티타늄 나이트라이드, 인듐 갈륨 비소화물, 텅스텐 옥사이드, 또는 티타늄-텅스텐, 또는 이들의 조합 중 하나 이상으로 이루어지는, 메타물질 표면을 제조하기 위한 방법.
  24. 메타물질 구조체 상에 파장 스펙트럼을 수용하는 단계;
    상기 메타물질로부터 반사 피크 파장을 측정하는 단계; 및
    상기 반사 피크 파장을 기준점과 비교하는 단계를 포함하는, 압력 변화들을 결정하기 위한 방법.
  25. 메타물질; 및
    캐비티를 포함하고,
    상기 메타물질은 패턴 내 위치하고, 포물면 형상이고, 주기적인 나노 구조체들을 더 포함하는, 압력 센서.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은 삼각형 형상을 포함하는, 메타물질 구조체.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 패턴은 정삼각형 형상을 포함하는, 메타물질 구조체.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 패턴은 이등변 삼각형 형상을 포함하는, 메타물질 구조체.
KR1020220060349A 2021-07-01 2022-05-17 각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드 KR20230005738A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163217655P 2021-07-01 2021-07-01
US63/217,655 2021-07-01
US17/512,658 2021-10-27
US17/512,658 US20230003920A1 (en) 2021-07-01 2021-10-27 Normal-to-plane surface plasmon mode for angle-and-polarization independent optomechanical sensing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230005738A true KR20230005738A (ko) 2023-01-10

Family

ID=82399260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220060349A KR20230005738A (ko) 2021-07-01 2022-05-17 각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230003920A1 (ko)
EP (1) EP4113177B1 (ko)
KR (1) KR20230005738A (ko)
CN (1) CN115555556A (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9343490B2 (en) * 2013-08-09 2016-05-17 Zena Technologies, Inc. Nanowire structured color filter arrays and fabrication method of the same
WO2013126152A2 (en) * 2012-01-04 2013-08-29 Triton Systems, Inc. Switchable optical elements
EP4361312A3 (en) * 2015-11-24 2024-07-24 President And Fellows Of Harvard College Atomic layer deposition process for fabricating dielectric metasurfaces for wavelengths in the visible spectrum
EP3918390A4 (en) * 2019-01-28 2022-10-05 B.G. Negev Technologies and Applications Ltd., at Ben-Gurion University STRUCTURE FOR A WAVEGUIDE FACET
US11579523B2 (en) * 2019-02-08 2023-02-14 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Method and system for fabricating glass-based nanostructures on large-area planar substrates, fibers, and textiles
US11885979B2 (en) * 2020-01-03 2024-01-30 University Of Maryland, College Park Low-loss metasurface optics for deep UV
US12019208B2 (en) * 2020-06-30 2024-06-25 Third Floor Materials, Inc. Surface with tunable emissivity based on epsilon-near-zero materials and patterned substrates
US20220342119A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 James Andrew Leskosek Metamaterial devices for optical absorption, dispersion and directional sensing

Also Published As

Publication number Publication date
EP4113177A1 (en) 2023-01-04
CN115555556A (zh) 2023-01-03
US20230003920A1 (en) 2023-01-05
EP4113177B1 (en) 2024-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9726788B2 (en) Method for fabricating nanoantenna array, nanoantenna array chip and structure for lithography
US6870624B2 (en) Optical wavelength resonant device for chemical sensing
US9601529B2 (en) Light absorption and filtering properties of vertically oriented semiconductor nano wires
US10823889B2 (en) Partially etched phase-transforming optical element
JP7191375B2 (ja) 金属・誘電体・金属の３層構造を有する光変調構造体、その製造方法及び用途
JP5594640B2 (ja) テラヘルツ波光学素子
CN111650156B (zh) 基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器及其制造方法
JP7268880B2 (ja) 透過型導波モード共鳴格子一体型分光デバイス及びその製造方法
CN108258428A (zh) 用于电磁波滤波器的超材料
CN109507762B (zh) 一种远红外域偏振不敏感全介质超表面结构及制作方法
Glaser et al. High temperature resistant antireflective moth-eye structures for infrared radiation sensors
Georgaki et al. 1-D polymeric photonic crystals as spectroscopic zero-power humidity sensors
KR102142537B1 (ko) 평판 메타렌즈 및 이를 포함하는 커버글라스
US20130279004A1 (en) Highly Compliant Resonant Diffraction Gratings, And Methods And Use Thereof
Di Palma et al. Self-assembled colloidal photonic crystal on the fiber optic tip as a sensing probe
CN113670851A (zh) 全介质超表面折射率传感器及其制备方法
EP3355118B1 (fr) Procédé de mesure du désalignement entre une première et une seconde zones de gravure
KR20230005738A (ko) 각도 및 편광 독립 광기계적 감지를 위한 수직-대-평면 표면 플라스몬 모드
CN117517255A (zh) 分裂椭圆型超表面折射率传感器及其制备方法
US20170199127A1 (en) Nanograting sensor devices and fabrication methods thereof
CN113884468A (zh) 一种基于超颖表面的光纤湿度传感器及其制作方法
KR101637806B1 (ko) 바이오센서 및 이의 제조 방법
KR101733343B1 (ko) 가변 칼라 필터 필름 및 변형률 측정 장치
Kurth et al. Fabry-Perot tunable infrared filter based on structured reflectors
Manoccio et al. 3D Chiral Metamaterials for Biosensing-INVITED