Метод проекционной фемтосекундной лазерной литографии
Название разработки
Метод проекционной фемтосекундной лазерной литографии.
Назначение
Предложенный метод позволяет изготавливать микродисковые лазеры c низким порогом лазерной генерации, обеспечивает возможность недеструктивной высокопроизводительной лазерной печати в тонких пленках.
Описание, характеристики
Детально исследованы механизмы лазерной абляции пленок свинцово-галоидных перовскитов типа CH3NH3PbI3 лазерными импульсами фемтосекундной длительности. На основе анализа морфологии, химического состава и оптических свойств модифицированных лазерным излучением участков пленок, а также измеренных пороговых флуенсов, был сделан вывод о сублимации органической части (метил-аммония) перовскита, а также частичном плавлении и последующей рекристаллизацией иодида свинца в приповерхностных областях пленки, как основных механизмах припороговой абляции перовскитных пленок. Предложен метод проекционной фемтосекундной лазерной литографии с использованием лазерных пучков сложной формы. Метод обеспечивает возможность недеструктивной высокопроизводительной лазерной печати в тонких пленках MAPbI_3 массивов сквозных отверстий различной формы с минимальным диаметром 250 нм, а также массивов микрополосков с шириной около 500 нм и микродисков диаметром до 2 мкм. Кроме этого, разработанная методика дает возможность производить контролируемое послойное утонение указанных пленок перовскита, позволяя формировать на его поверхности двухмерный рельеф, например, дифракционные решетки с минимальным периодом до 300 нм. Таким образом, впервые разработана и опробована гибкая оптимизированная технология недеструктивного лазерного нанотекстурирования пленок перовскитов, позволяющая контролировать как толщину удаляемого слоя и его локальные фотолюминесцентные свойства. Предложенный метод позволяет изготавливать микродисковые лазеры c низким порогом лазерной генерации ~ 150 мкДж/см2 при наносекундной оптической накачке и одномодовый режим генерации.
Преимущества перед известными аналогами
Впервые разработана и опробована гибкая оптимизированная технология недеструктивного лазерного нанотекстурирования тонких пленок, позволяющая контролировать как толщину удаляемого слоя и его локальные фотолюминесцентные свойства.
Область(и) применения
Высокоскоростная лазерная печать.
Правовая защита
Объекты авторского права – статьи:
1) Zhizhchenko A., Syubaev S., Berestennikov A., Yulin A., Porfirev A., Pushkarev A., Shishkin I, Golokhvast K., Bogdanov A., Zakhidov A., Kuchmizhak A., Kivshar Yu., Makarov S. Single-Mode Lasing from Imprinted Halide-Perovskite Microdisks. // ACS Nano, 13(4), pp. 4140-4147 (2019). IF=13.903, Q1
2) A.Y. Zhizhchenko, P. Tonkaev, D. Gets, A. Larin, D. Zuev, S. Starikov, E.V. Pustovalov, A.M. Zakharenko, S.A.Kulinich, S. Juodkazis, A.A. Kuchmizhak, S.V. Makarov. Femtosecond laser ablation of halide perovskite thin films for advanced photonic applications // Materials Horizons (under consideration). CiteScore = 13.81, Q1.
Стадия готовности к практическому использованию
Стадия НИР; проведены лабораторные испытания.
Авторы
Жижченко А.Ю., Сюбаев С.А., Голохваст К.С., Кучмижак А.А., Пустовалов Е.В., Захаренко А.М., Кулинич С.А.