TR201717340T4 - Nano ölçekte soğutma yapabilen nanoplazmonik cihaz. - Google Patents
Nano ölçekte soğutma yapabilen nanoplazmonik cihaz. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201717340T4 TR201717340T4 TR2017/17340T TR201717340T TR201717340T4 TR 201717340 T4 TR201717340 T4 TR 201717340T4 TR 2017/17340 T TR2017/17340 T TR 2017/17340T TR 201717340 T TR201717340 T TR 201717340T TR 201717340 T4 TR201717340 T4 TR 201717340T4
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- layer
- cooling
- nanoplasmonic
- nanoplasmonic device
- dielectric
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims description 10
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 6
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- -1 silver metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
- G11C13/06—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using magneto-optical elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Mevcut buluş, bir ısıtma tarafına ve bir soğutma tarafına sahip olan nanoplazmonik olarak ısıtılabilen bir tabaka - bu ısıtılabilen tabaka birden çok lokalize enerji alma bölgesi içermektedir - ve soğutma tarafına bitişik yerleştirilen bir soğutma yapısı içeren bir nanoplazmonik cihaz ile ilgili olup, soğutma yapısı ısınmış tabakadan ısıyı uzaklaştırmak için bir nano ölçekli yapı içermektedir.
Description
TARIFNAME
NANO ÖLÇEKTE SOGUTMA YAPABILEN NANOPLAZMONIK CIHAZ
BULU UN ARKA PLANI
Mevcut bulus, nanoplazmonik cihazlarla ve özelde nanoplazmonik cihazlarin
sogutulmasiyla ilgilidir.
Nanoplazmonik teknikler optik enerjiyi cihazlara baglamak için giderek artan sekilde
kullanilmaktadir. Bu tür uygulamalara iliskin örnekler arasinda manyetik bellek,
fotovoltaik hücreler ve alt dalga boyu litografisi yer almaktadir. Etkili enerji baglantisinin
yani sira alt dalga boyu çözünürlükleri de mümkündür.
Bu tür uygulamalar kirinim sinirindan daha küçük bir optik noktadan faydalanmaktadir.
Bu durum güçlü lokalize isinma ile sonuçlanabilmektedir. Isi büyük bir metalik tabaka
ile uzaklastirilabilmektedir, bkz. KURSAT SENDUR ET AL: “Improving the Near-Field
Transmission Efficiency of Nano-Optical Transducers by Tailoring the Near-Field
ancak bu durum isinin yayilmasi nedeniyle genel bir isinma ile sonuçlanabilmektedir ve
ayni zamanda cihazin yakin alan özelliklerini degistirebilmektedir. Genel olarak etkili ve
kompakt bir sekilde tatmin edici sogutma elde etmek zor olabilmektedir.
BULUSUN ÖZETI
Bulusa uygun olarak bir nanoplazmonik cihaz digerlerinin yaninda bir isitma tarafina ve
bir sogutma tarafina sahip olan nanoplazmonik olarak isitilabilen bir tabaka - bu
isitilabilen tabaka birden çok lokalize enerji alma bölgesi içermektedir - ve sogutma
tarafina bitisik yerlestirilen bir sogutma yapisi içermekte olup, sogutma yapisi isinmis
tabakadan isiyi uzaklastirmak Için bir nano ölçekli yapi içermektedir. Bulus, Istem 1'de
daha yakindan tanimlanmaktadir.
SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI
SEKIL 1, bulusun bir yönüne göre bir nanoplazmonik sisteme Iliskin bir örnegin
sematik bir diyagramidir;
SEKIL 2, bulusun baska bir yönüne göre bir nanoplazmonik sisteme iliskin bir
örnegin sematik bir diyagramidir;
SEKIL 3, bulusun ek bir yönüne göre bir nanoplazmonik cihaza iliskin bir
örnegin sematik bir diyagramidir;
SEKIL 4, bulusla iliskili bir nanoplazmonik cihaza iliskin bir örnegin sematik bir
diyagramidir.
TERCIH EDILEN UYGULAMALARIN AÇIKLAMASI
Sekil 1'e atifta bulunursak örnek bir nanoplazmonik sistem (10) optik kaynaklar (12),
nano dönüstürücüler (14) ve bir nanoplazmonik cihaz (20) içermektedir.
Nanoplazmonik cihaz (20) bir isitma tarafina (24) ve bir sogutma tarafina (26) sahip bir
içermektedir. Sogutma yapisi (28) asagida tam olarak açiklanan nano yapilari
içermektedir.
fotovoltaik hücre veya bir litografi malzemesi olabilmektedir.
Çalisma sirasinda her bir optik kaynak (12) ve nano dönüstürücü (14) kombinasyonu
üretebilmektedir. Nano dönüstürücüler (14) örnegin gelen isimayi nano parçaciklar,
nano antenler ve nano dalga kilavuzlari gibi alt dalga boyunda isinmis noktalara lokalize
etmek için bilinen cihazlar olabilmektedir. Her bir nokta (16) bir lokalize enerji alma
bölgesine karsilik gelmektedir. Ayrica tek bir optik kaynak (12) ve nano dönüstürücü
(14) kombinasyonu noktalari (16) sirali olarak aydinlatmak için çevrilebilecektir. Nano
ölçekte isinimsal isi transferi, her bir optik kaynak (12) ve nano dönüstürücü (16)
kombinasyonu tarafindan üretilen alt dalga boyunda optik noktalarin (16)
baglanmasinda temel mekanizmadir.
Iki nesne temas halinde olmadigi zaman, baska bir deyisle bu iki nesne bir mesafe ile
ayrildigi zaman isinimsal isi transferinden dolayi nesneler arasinda halen bir isi transferi
bulunmaktadir. Isi elektromanyetik isinim araciligiyla bu iki nesne arasinda transfer
edilmektedir. Klasik olarak bir nesneden bu elektromanyetik isinim nesnenin sicakligi ile
ilgilidir ve kara cisim isinimi olarak bilinmektedir. Bir nesneden bir diger nesneye
elektromanyetik isinimsal isi transferi sadece isi yayicinin sicakligina degil, ayni
zamanda iki nesne arasindaki mesafe dahil olmak üzere diger faktörlere de baglidir. Bir
nesneden elektromanyetik isinim 1/R ile ölçeklenmekte olup, burada R nesneden
mesafedir. Elektromanyetik güç 1/R^2 ile ölçeklenmektedir.
Ancak nano ölçekte, yani alt dalga boyu ölçeginde nesneler alt dalga boyu ölçeginden
daha az bir ölçekle ayrildigi zaman yüzeyler arasindaki isinimsal isi transferi Planck kara
cisim isinimi ile tahmin edilenden daha yüksek olan birkaç büyüklük kertesinde
olabilmektedir. Alt dalga boyu mesafelerinde isinimsal isi transferi Planck kara cisim
isinimi ile tahmin edilenden daha yüksek olan üç büyüklük kertesinde olabilmektedir.
Bu artis, azalan dalga alanlarinin elektromanyetik enerji tünellemesinden ve yapilar
üzerindeki yüzey plazmonun veya fonon polaritonlarin uyarilmasindan
kaynaklanmaktadir. Nesneler arasindaki bu isinimsal isi transferini artirmak için çesitli
yollar vardir. Nesneler alt dalga boyu yakin alan rejimine alindigi zaman nesneler
arasindaki isinimsal enerji transferi nesneler arasindaki elektromanyetik enerjinin azalan
baglantisindan dolayi artmaktadir. Bu fenomen ayrica foton tünelleme olarak
anilmaktadir ve nesnelerin isigin dalga boyundan daha az bir dalga boyu ile ayrilip
ayrilmadigi gözlemlemektedir. Ek olarak yüzey plazmon rezonansi veya fonon rezonansi
ayrica elektromanyetik enerji transferini artirmaktadir. Eger yapilar yüzey plazmon
rezonansini veya yüzey fonon rezonansini desteklerse elektromanyetik enerji transferi
büyük ölçüde artacaktir. Burada kullanildigi sekilde plazmonik sogutma veya fononik
sogutma, yapilarin biri veya daha fazlasi sirasiyla yüzey plazmon rezonanslarini veya
yüzey fononik rezonanslari destekledigi zaman bir nesnenin artirilmis enerji transferi
araciligiyla sogutulmasina karsilik gelmektedir.
Nesneler arasindaki alan veya bosluk örnegin hava veya vakum olabilirken dielektrik
gibi malzemeler de kullanilabilmektedir.
SEKIL Z'ye atifta bulunursak nanoplazmonik cihaz (20) bir substrat (30) üzerinde
olusturulan bir isitilabilen tabaka (22) ve bir sogutma yapisi (28') içermektedir. Substrat
örnegin silikon gibi bir yari iletken veya dielektrik malzeme veya seramik cam veya
amorf cam gibi uygun herhangi bir baska malzeme olabilmektedir ve genellikle diger
tabakalardan çok daha kalindir. Isitilabilen tabaka örnegin 5 nm ila 30 nm kalinlikta
olabilmektedir. Sogutma yapisi (28') örnegin 5 nm ila 200 nm kalinlikta olabilmektedir.
Sogutma yapisi (28') yüzey plazmon veya fonon rezonansini destekleyen gömülü nano
parçaciklara (34) sahip bir dielektrik veya yari iletkenden (32) olusmaktadir.
Nano parçaciklarin (34) büyüklügü 5 nm ila 200 nm arasinda olabilmektedir. Parçacik
büyüklügünün 5 nm ila 20 nm olmasinin tercih edilmesi beklenmektedir. Parçaciklarin
toplam genisligin bir yüzdesi olarak alternatif örüntüsü görev döngüsü olarak
anilabilmektedir. Parçaciklar için tipik bir görev döngüsü yaklasik yüzde 50'dir.
Dielektrik (32) örnegin silikon dioksit, titanyum dioksit veya tantalum pentoksit gibi bir
oksit olabilmektedir. Nano parçaciklar (32) yüzey plazmon rezonanslarini desteklemek
amaciyla altin, gümüs, alüminyum, platin veya bakir gibi metallerden yapilabilmektedir.
Alternatif olarak nano parçaciklar (32) yüzey fonon rezonansini desteklemek amaciyla
SiC, kübik bor nitrür (cBN), hegzagonal bor nitrür (hBN) veya bor karbürden (BC)
yapilabilmektedir.
Bu yapilar farkli teknikler kullanilarak üretilebilmektedir. Bu yapilari üretmek için
potansiyel bir yol ince film biriktirme ve örüntüleme teknikleri olup, bunlar iyi bilinmekte
ve yari iletken sirketleri ve hard-disk sürücü sirketleri tarafindan çok fazla
kullanilmaktadir. Ince film tabakalar püskürtüm, termal buharlasma veya iyon isini
biriktirme gibi farkli teknikler kullanilarak biriktirilebilmektedir. Bu yapilarin
örüntülenmesi fotolitografik teknikler kullanilarak gerçeklestirilebilmektedir. Alternatif
olarak bu yapilarin örüntülenmesi ayrica kendi kendine düzenlenen diziler veya nano
baskili litograh dahil olmak üzere daha yeni gelistirilmis teknikler kullanilarak
gerçeklestirilebilmektedir.
Farkli örüntüler bir dielektrik veya yari iletken tabaka içine gömülen nano
parçaciklardan yapilabilmektedir. Farkli örüntüler parçaciklar arasinda farkli görev
döngüleri kullanilarak elde edilebilmektedir. Ayrica farkli örüntüler tabakanin enine
kesitini olusturabilen muhtemel sekiller içermektedir. Farkli örüntüler nano parçaciklarin
örnegin küresel, silindirik, dikdörtgen veya kare dahil olmak üzere farkli enine kesitleri
anlamina gelmektedir. Farkli örüntüler ayrica, sabit görev döngülü düzenli dagilim ve
rastgele dagilim dahil olmak üzere bu parçaciklarin birbirine göre farkli düzenlemeleri
anlamina gelebilmektedir.
Bu, temel elektromanyetik ve termal fenomenler arasindaki baglantidan
faydalanmaktadir. Yüzey plazmon rezonanslarini ve fonon rezonanslarini
destekleyebilen örüntülenmis yapilarin yerlestirilmesi bu bölgelerin etrafindaki lokalize
elektromanyetik ve optik alan dagilimini artirmaktadir. Bu tür lokalize ve gelismis optik
alanlar bu parçaciklar ve isitilabilen tabaka arasindaki isinimsal enerji transferini
artirarak lokalize isinma ve sogutmayi artirmaktadir.
SEKIL 3'e atifta bulunursak nanoplazmonik cihaz (20) bir substrat (30) üzerinde
olusturulan bir isitilabilen tabaka (22) ve bir sogutma yapisi (28") içermektedir.
Substrat örnegin silikon gibi bir yari iletken veya dielektrik malzeme veya seramik cam
veya amorf cam gibi uygun herhangi bir baska malzeme olabilmektedir ve genellikle
diger tabakalardan çok daha kalindir. Isitilabilen tabaka örnegin 5 nm ila 30 nm
kalinlikta olabilmektedir. Sogutma yapisi (28”) örnegin 5 nm ila 200 nm kalinlikta
olabilmektedir.
arasinda bir bosluk (36) içermektedir. Bosluk (36) tabakalar arasindaki isinimsal enerji
transferini kolaylastirmaktadir. Bu bosluk yapilar arasindaki fonon tünellemesini (veya
gittikçe azalan enerji baglantisini) kolaylastirmak için çok küçük, baska bir deyisle nano
ölçekli ölçekte veya alt dalga boyu ölçeginde olabilmektedir. Alttaki tabaka yüzey fonon
rezonansini destekleyecegi sekilde seçilmektedir veya alternatif olarak yüzey plazmon
rezonanslarini desteklemegi sekilde seçilebilmektedir. Bu sekilde nesneler arasindaki
isinimsal enerji transferi daha da artirilmaktadir.
Polariton tabakalar (38, 40, 42, 44) çok tabakali bir yapi olup, burada her bir tabaka
farkli bir kalinliga ve malzeme özelligine sahip olabilmektedir. Her bir tabaka digerinden
farkli bir özellige sahip olabilmektedir. Yigin yüzey plazmon rezonanslarini veya yüzey
fonon rezonanslarini desteklemektedir. Bunlar spesifik kosullar altinda harekete
geçirilebilen yüzey dalgalaridir. Tabakalar altin veya gümüs gibi yüzey plazmon
rezonansini destekleyen metaller veya Sic, kübik bor nitrür (cBN), hegzagonal bor nitrür
(hBN) veya bor karbür (BC) gibi yüzey fonon rezonans malzemeleri olabilmektedir.
Tabakalar arasinda dielektrik tabakalar vardir.
SEKIL 4'e atifta bulunursak nanoplazmonik cihaz (20) bir substrat (30) üzerinde
olusturulan bir isitilabilen tabaka (22) ve bir sogutma yapisi (28”) içermektedir.
Sogutma yapisi (28”) devridaim eden bir sogutma akiskani, örnegin su ile kullanilmak
üzere substratta (30) alt mikron kanallar (46) içermektedir. Her bir kanalin (46) içinde
sogutma akiskani vasitasiyla isi absorpsiyonunu artirmak için nano çubuklar (48) vardir.
Çubuk disindaki sekiller de kullanilabilmektedir.
Sogutma yapisi (28”) örnegin bir silikon substrat seklinde üretilebilmektedir. Substrat
(30) anodik olarak birbirine baglanan ve benzer sekilde isitilabilen tabakaya (22)
baglanan iki yaridan olusabilmektedir. E-isinli litografi teknikleri her bir yaridaki
kanallari olusturmak için kullanilabilmektedir. Baglantidan önce nano yapilar egik açili
biriktirme (GLAD) vasitasiyla biriktirilebilmektedir. Nano yapilar örnegin bakir çubuklar
olabilmektedir.
Sogutma yapisinin (28”) noktanin (16) altina yerlestirildigine dikkat edilmelidir. Bu
yerlestirme buradaki diger uygulamalarda da kullanilabilmektedir. Bu, sadece nano
ölçekli yapilarla mümkün olan daha hizli sogutma saglamakla kalmaz, ayni zamanda
ihtiyaç duyuldugunda sogutma etkilerine daha yakindan odaklanilmasini da
saglamaktadir.
Bu açiklamanin örnek yoluyla verildigi ve bu açiklamada bulunan ögretilerin
kapsamindan uzaklasmadan detaylarin eklenmesi, modifiye edilmesi veya çikarilmasi
yoluyla çesitli degisiklikler yapilabilecegi açiktir. Dolayisiyla bulus asagidaki istemlerin
zorunlu olarak bu sekilde kisitlanmasi disinda bu açiklamanin özel detaylari ile kisitli
degildir.
Claims (1)
1. Bir substrat (30) üzerinde olusturulan bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, nanoplazmonik cihaz sunlari içermektedir: bir isitma tarafina (24) ve bir sogutma tarafina (26) sahip olan nanoplazmonik olarak isitilabilen bir tabaka (22), söz konusu isitilabilen tabaka birden çok lokalize enerji alma bölgesini içermektedir, her bir lokalize enerji alma bölgesi isitilabilen tabaka (22) üzerinde üretilebilen bir optik alanin karsilik gelen alt dalga boyunda noktalarindan (16) enerjiyi almak için uygundur; ve söz konusu isitilabilen tabakadan (22) isiyi uzaklastirmak için bir sogutma yapisi (28', 28”), söz konusu sogutma yapisi söz konusu sogutma tarafina (26) bitisik yerlestirilmekte ve nanoplazmonik olarak isitilabilen tabaka (26) ile substrat (30) arasina sikistirilmaktadir, özelligi; sogutma yapisinin (28', 28") yüzey plazmon veya fonon rezonanslarini destekleyen gömülü nano parçaciklara (34) sahip bir dielektrik veya yari iletken malzemeden (32) olusturulmasi veya sogutma yapisinin (28', 28”) bir vakum boslugu, bir hava boslugu veya bir dielektrik tabakasindan (36) birini içeren çok tabakali bir yapi içermesi, bosluk veya dielektrik tabakanin, fonon tünellemesini ve azalan enerji baglantisini kolaylastirmak Için isitilabilen tabakaya (22) bitisik düzenlenmesi ve ardindan yüzey fonon rezonanslarini veya yüzey plazmon rezonanslarini destekleyen bir tabakanin (38) gelmesidir. . Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, özelligi söz konusu sogutma yapisinin (28', 28”) uzunlamasina olarak dönüsümlü nano parçacik ve nano olmayan parçacik bölgeleri içeren gömülü nano parçaciklara sahip bir dielektrik veya yari iletken malzemeden olusturulmasidir. . Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, özelligi söz konusu sogutma yapisinin (28', 28") dielektrik veya yari iletken malzemesinin (32) silikon dioksit, titanyum dioksit veya tantalum pentoksit gibi bir oksitten yapilan gömülü nano parçaciklara sahip bir dielektrik veya yari iletken malzemeden olusturulmasidir. . Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, özelligi söz konusu sogutma yapisinin (28', 28") nano parçaciklarinin (34), yüzey plazmon rezonanslarini desteklemek amaciyla altin, gümüs, alüminyum, platin veya bakirdan yapilan veya yüzey fonon rezonanslarini desteklemek amaciyla SIC, kübik bor nitrür, hegzagonal bor nitrür veya bor karbürden yapilan gömülü nano parçaciklara sahip bir dielektrik veya yari iletken malzemeden olusturulmasidir. . Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, özelligi yüzey fonon rezonanslarini veya yüzey plazmon rezonanslarini destekleyen tabakanin (38), yüzey plazmon rezonanslarini veya yüzey fonon rezonanslarini destekleyen bir yiginin (38, 40, 42, 44) parçasi olmasidir. . Istem 5'e göre bir nanoplazmonik cihaz (10, 20) olup, özelligi söz konusu yiginin (38, 40, 42, 44) tabakalarinin, bir yüzey plazmon rezonansi destekleyici metalden yapilmis olmasi veya bir fonon rezonansi destekleyici malzemeden yapilmis olmasi ve söz konusu tabakalarin dielektrik tabakalari ile ayrilmasidir. . Istem 6'ya göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi yüzey plazmon rezonansi destekleyici metalin altin veya gümüsten seçilmesi ve/veya fonon rezonansi destekleyici malzemenin SIC, kübik bor nitrür, hegzagonal bor nitrür veya bor karbürden seçilmesidir. . Istem 1 ila 7'den herhangi birine göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi isitilabilen tabakanin (22) kalinliginin 5 nm ve 30 nm arasindaki aralikta olmasidir. . Istem 1 ila 8'den herhangi birine göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi sogutma tabakasinin (28, 28") kalinliginin 5 nm ve 200 nm arasindaki aralikta olmasidir. 10.Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi plazmonik sogutma tabakasi içermesi ve plazmonik sogutma tabakasinin, alt dalga boyundan daha az kalinligi olan bir bosluk tabakasi ve bir plazmonik alt tabaka içermesi, veya bir fononik sogutma tabakasi içermesi ve fononik sogutma tabakasinin alt dalga boyundan daha az kalinligi olan bir bosluk tabakasi ve bir plazmonik alt tabaka içermesidir. 11.Istem 10'a göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi söz konusu plazmonik sogutma tabakasinin dönüsümlü bosluk tabakalari ve plazmonik alt tabakalar içermesi veya söz konusu fononik sogutma tabakasinin dönüsümlü bosluk tabakalari ve fononik alt tabakalar içermesidir. 12.Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi söz konusu sogutma yapisinin bir fononik sogutma tabakasi içermesi ve fononik sogutma tabakasinin uzunlamasina olarak dönüsümlü nano parçacik ve nano olmayan parçacik bölgeleri içermesidir. 13.Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi söz konusu sogutma yapisinin söz konusu lokalize enerji alma bölgelerine yerlestirilmesidir. 14.Istem 1'e göre bir nanoplazmonik cihaz olup, özelligi söz konusu cihazin bir veri depolama cihazi, bir fotovoltaik hücre ve bir Iitografi ortamindan biri olmasidir.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2011/054929 WO2013052045A1 (en) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Nanoplasmonic device with nanoscale cooling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR201717340T4 true TR201717340T4 (tr) | 2018-06-21 |
Family
ID=48044024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2017/17340T TR201717340T4 (tr) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Nano ölçekte soğutma yapabilen nanoplazmonik cihaz. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140246171A1 (tr) |
| EP (1) | EP2764763B1 (tr) |
| JP (1) | JP5883938B2 (tr) |
| KR (1) | KR101719886B1 (tr) |
| CN (1) | CN103959924A (tr) |
| TR (1) | TR201717340T4 (tr) |
| WO (1) | WO2013052045A1 (tr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11171253B2 (en) * | 2016-09-21 | 2021-11-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solar cell, multi-junction solar cell, solar cell module, and photovoltaic system |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713866B2 (en) * | 2002-04-22 | 2004-03-30 | Agilent Technologies, Inc. | Cooling of optoelectronic elements |
| US20050116336A1 (en) * | 2003-09-16 | 2005-06-02 | Koila, Inc. | Nano-composite materials for thermal management applications |
| US20050126766A1 (en) * | 2003-09-16 | 2005-06-16 | Koila,Inc. | Nanostructure augmentation of surfaces for enhanced thermal transfer with improved contact |
| JP4833827B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-12-07 | 古河電気工業株式会社 | 異方性冷却素子およびこれを備えたペルチェモジュール、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子 |
| US8704078B2 (en) * | 2006-06-02 | 2014-04-22 | The Boeing Company | Integrated solar cell and battery device including conductive electrical and thermal paths |
| US20100186794A1 (en) * | 2007-05-21 | 2010-07-29 | Gmz Energy ,Inc. | Solar thermoelectric and thermal cogeneration |
| US20100031990A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-11 | University Of Kentucky Research Foundation | Cascaded Photovoltaic and Thermophotovoltaic Energy Conversion Apparatus with Near-Field Radiation Transfer Enhancement at Nanoscale Gaps |
| JP5332676B2 (ja) * | 2009-02-09 | 2013-11-06 | 富士電機株式会社 | 磁気記録媒体 |
| WO2010109822A1 (ja) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 昭和電工株式会社 | 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
| JP5541137B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2014-07-09 | ソニー株式会社 | 撮像装置、電子機器、太陽電池、および、撮像装置の製造方法 |
-
2011
- 2011-10-05 KR KR1020147012031A patent/KR101719886B1/ko active IP Right Grant
- 2011-10-05 CN CN201180073846.2A patent/CN103959924A/zh active Pending
- 2011-10-05 US US14/349,050 patent/US20140246171A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-05 EP EP11873687.5A patent/EP2764763B1/en active Active
- 2011-10-05 WO PCT/US2011/054929 patent/WO2013052045A1/en active Application Filing
- 2011-10-05 JP JP2014534519A patent/JP5883938B2/ja active Active
- 2011-10-05 TR TR2017/17340T patent/TR201717340T4/tr unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101719886B1 (ko) | 2017-04-04 |
| JP2015503175A (ja) | 2015-01-29 |
| KR20140127795A (ko) | 2014-11-04 |
| EP2764763A1 (en) | 2014-08-13 |
| JP5883938B2 (ja) | 2016-03-15 |
| US20140246171A1 (en) | 2014-09-04 |
| EP2764763B1 (en) | 2017-09-27 |
| CN103959924A (zh) | 2014-07-30 |
| WO2013052045A1 (en) | 2013-04-11 |
| EP2764763A4 (en) | 2015-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Boriskina et al. | Losses in plasmonics: from mitigating energy dissipation to embracing loss-enabled functionalities | |
| Feng et al. | Photonic metamaterial absorbers: morphology engineering and interdisciplinary applications | |
| Jalil et al. | Spectral absorption control of femtosecond laser-treated metals and application in solar-thermal devices | |
| Wang et al. | Plasmonic nano-printing: large-area nanoscale energy deposition for efficient surface texturing | |
| Khodasevych et al. | Micro‐and nanostructured surfaces for selective solar absorption | |
| Yang et al. | Dielectric nanoresonators for light manipulation | |
| Park et al. | Fundamentals and applications of near-field radiative energy transfer | |
| Liu et al. | Three-dimensional self-organization in nanocomposite layered systems by ultrafast laser pulses | |
| Zheng et al. | Laser trimming of graphene oxide for functional photonic applications | |
| Zhang et al. | Self-assembly of large-scale and ultrathin silver nanoplate films with tunable plasmon resonance properties | |
| JP6380899B2 (ja) | 電磁波吸収及び輻射材料及びその製造方法並びに赤外線源 | |
| Nagpal et al. | Efficient low-temperature thermophotovoltaic emitters from metallic photonic crystals | |
| Tian et al. | Nanobismuth: fabrication, optical, and plasmonic properties—emerging applications | |
| US9778400B2 (en) | System and method for manipulation of particles | |
| Tagliabue et al. | Facile multifunctional plasmonic sunlight harvesting with tapered triangle nanopatterning of thin films | |
| Wu et al. | Tunable multiband metasurfaces by moire nanosphere lithography | |
| Lerond et al. | Self-assembly of metallic nanoparticles into plasmonic rings | |
| Zakaria et al. | Surface plasmon resonance and photoluminescence studies of Au and Ag micro-flowers | |
| Indhu et al. | Plasmonic nanotechnology for photothermal applications–an evaluation | |
| Bayle et al. | Ag doped silicon nitride nanocomposites for embedded plasmonics | |
| Ermakov et al. | Localization of light induced in ordered colloidal suspensions: powerful sensing tools | |
| Ono et al. | Nanowire-nanoantenna coupled system fabricated by nanomanipulation | |
| Zhang et al. | Femtosecond double-pulse fabrication of hierarchical nanostructures based on electron dynamics control for high surface-enhanced Raman scattering | |
| Geng et al. | Laser-induced deep-subwavelength periodic nanostructures with large-scale uniformity | |
| TR201717340T4 (tr) | Nano ölçekte soğutma yapabilen nanoplazmonik cihaz. |