光學薄膜技術在奈米技術的應用
發(fā)布者：東立新材料 發(fā)布時間：2014-3-24 9:38:47
奈米材料及技術因應科技發(fā)展速度，不斷受到重視，歸究其主要原因在於奈米材料應用廣泛，加上以未來 層面來考量。一方面是因為現(xiàn)有理論基礎不足涵蓋奈米材料完整發(fā)展；另一方面來自物理、化學、生物醫(yī)藥領 域的衝擊性與整合性，提供極為有力的助益。其中，在物理方面著重於奈米製造、材料檢測技術與原子操縱； 而在化學方面則提供由小而大、由下而上的組裝方式、各式化學方法合成奈米材料；生物領域主要提供是仿生 概念及生物製造工程的奈米材料合成技術。
回過頭來看光學薄膜技術製程，過去的光學薄膜技術已經(jīng)進入成熟化地步，也受到廣泛的應用。也曾經(jīng)有專 家提出，再過五年之后，以「硅」為主要材料的微米級電子電路技術將有可能面臨到發(fā)展之末。然而，在光學 薄膜在奈米尺度下的特性，也是因為這幾年中，由於製程技術進步后，才逐漸受到業(yè)界所探討。這是因為一旦 光子元件想要在更小、更快且低耗能線路上與電子線路相互呼應，則光子的操控必須在空間、速度及能量上， 遠比目前微小上百倍情況下才能順利進行。因此，奈米光波導（nanophotonicwaveguide）將有可能成為代替部 分硅及其它半導體材料的最佳材料，則能有效開發(fā)出遠比目前傳輸速度及密度高達50～100倍以上；另外 ，在省能效益方面則高出50～100倍通訊及運算裝置。如此一來，光學薄膜技術在奈米級尺寸即將到來的 催促之下，其技術研究將成為非常重要的關鍵因素。 目前在積體光學技術所能製造的光學元件，大都是以電光、聲光調變器、光分離器、分工／解分工器…為主 ，倘若要做到全光式或者多元件的積體光學元件，不可或缺的便是「奈米光學薄膜元件」。這當中最受到關注 的就是，結合薄膜技術及微影技術（OpticalLithography）所形成的光子晶體（photoniccrystals），使其帶 有週期性的介電質分佈結構特性，藉以提高解析度轉而製作更微小特徵尺寸，才能擁有在相同單位面積上，有 更高密度下可容納更多的電晶體。
一般光子晶體依照光子能帶的方向特性可分為兩類，分別為訊號傳遞具有方向性（Uni-directional）、（ Omni-directional）；在Uni-directional光子能帶僅能夠使某特定傳播方向的光波被抑制其傳播特性，而 omni-directional光子能帶能夠使各個傳播方向上的光模態(tài)皆被抑制其傳播特性。因此，可藉由結構上的設計 使光皆被反射，產(chǎn)生零能量穿透。除了光子晶體外，光學薄膜在奈米等級的尺度下，在金屬薄膜上製作奈米級 的週期性孔洞時，當入射光的光波長大於孔洞的週期時，入射的零階光有和平常不一樣的高穿透率，并且沒有 繞射現(xiàn)象的發(fā)生。此類光學元件主要應用金屬之表面電漿特性，產(chǎn)生完全不同於傳統(tǒng)光學理論的特性，才會別 於光子晶體特性下的一種新型態(tài)及表面電漿元件。
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