Dielektrische Schichten

UV-absorbierende Silizium-Suboxid-Schichten (SiOx) können durch Laserbestrahlung in vielfältiger Weise strukturiert werden. Neben Schichtablation oder Schichttransfer ist auch eine laserinduzierte Umformung in eine komplexe Struktur realisierbar. Eine kontrollierte, reproduzierbare Formung ist insbesondere dann erreichbar, wenn über der auf einem transparenten Quarzsubstrat befindlichen SiOx-Schicht bei der Laserbestrahlung eine Polymerschicht („confinement layer“) aufgebracht wird. So führt eine rückseitige Bestrahlung durch das Substrat hindurch bei geeigneter Fluenz zu einem partiellen Aufschmelzen der SiOx-Schicht und einer anschließenden Verfestigung in einer wohldefinierten Form. Je nach Schicht- und Bestrahlungsparametern sind Aufwölbungen, Blasen, Töpfchen oder Netze aus SiOx-Material realisierbar. Die bei hohen Laserfluenzen erzielten netzartigen Strukturen mit unterschnittenen Bereichen sind mit konventionellen Laser- oder Ätztechniken nicht herstellbar. Durch einen anschließenden Temperschritt (Überführung von SiOx zu SiO2 bei hohen Temperaturen in Luftumgebung) lassen sich reine Quarznetze herstellen. Anwendungen derartiger Strukturen in Photonik, Mikro- und Nanofluidik oder auch im Life Science Bereich sind denkbar.

 

Weiterführende Information:

J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
Pulsed laser-induced formation of silica nanogrids Nanoscale Research Letters 9, 102 (2014)

T. Fricke-Begemann, J. Meinertz, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Silicon suboxide (SiOx): laser processing and applications Appl. Phys. A 117, 13 (2014)

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