Verfahren zum Herstellen eines nanostrukturierten Schichtsystems | Optically Controlled Material „OptiContMat“

// Chemie // Medizintechnik // Oberflächentechnologien // Optik, Photonik und Lasertechnik
Ref-Nr: 17018

Einleitung / Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines nanostrukturierten Schichtsystems, das ein Substrat, eine auf das Substrat aufgebrachte Zwischenschicht, die eine aromatische Azoverbindung, insbesondere ein azobenzolhaltiges niedermolekulares Glas, enthält, und eine metallische Deckschicht aufweist, wobei die Zwischenschicht lichtinduziert strukturiert ist.

Abb. 1: Verfahren zum Erstellen eines nanostrukturierten Schichtsystems (schematisch)

Abb. 2: Versuchsaufbau (schematisch)

Hintergrund

Bekannt ist der Einsatz von azobenzolhaltigen Filmen als Informationsträger in beschreibbaren optischen Datenträgern wie CDs oder DVDs. Ein azobenzolhaltiger Film wird dazu auf einen transparenten Träger aufgebracht und von einer reflektierenden Metallschicht abgedeckt, die verschiedene Metalle, darunter auch Nickel, enthalten kann. Mit Laserlicht relativ hoher Energie kann durch den transparenten Träger des azobenzolhaltigen Films lokal thermisch zersetzt werden, wodurch Informationen irreversibel auf den Datenträger geschrieben werden können. In dünnen Schichten aufgebracht zeigen azobenzolhaltige Filme zudem lichtinduzierte Umorientierungsphänomene.

Problemstellung

Nachteilig im Hinblick auf eine technische Nutzung ist hierbei, dass die PDMS-Zwischenschicht sowie die Oberflächenstrukturierung nicht optisch durch Lichteinstrahlung gesteuert werden kann und somit beispielsweise nicht als optischer Informationsspeicher eingesetzt werden kann. Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines nanostrukturierten Schichtsystems zu schaffen, bei dem eine Oberflächenstrukturierung optisch durch Lichteinstrahlung gesteuert werden kann und bei dem die entstehende Struktur mechanisch stabil ist.

Lösung

Es wird ein Substrats bereitgestellt und eine Zwischenschicht aufgebracht, die eine aromatische Azo-Verbindung enthält. Anschließend wird eine metallische Deckschicht auf die Zwischenschicht aufgebracht und linear polarisiertes Licht auf die metallische Deckschicht zur lichtinduzierten Strukturierung der Zwischenschicht und der metallischen Deckschicht eingestrahlt. Es bildet das nanostrukturierte Schichtsystem eine Oberflächenstruktur, die durch anisotrope und sich entlang einer Hauptrichtung erstreckende Wellen gebildet ist.

Vorteile

Als Besonderheit zeigt das derart nanostrukturierte Schichtsystem, dass die Orientierung des Beugungsgitters abhängig von der Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichts ist, derart, dass die Hauptrichtung, entlang der sich die gebildeten Wellen erstrecken, senkrecht zu einer Polarisationsebene des eingestrahlten linearpolarisierten Lichts verläuft. Auf diese Weise ist mit dem nanostrukturierten Schichtsystem ein selbstorganisiertes Material geschaffen, das die Information über die Polarisationsebene des zur Strukturierung verwendeten Lichts enthält. Das nanostrukturierte Schichtsystem kann somit beispielsweise zur Informations- und damit Datenspeicherung eingesetzt werden. Ein Auslesen der gespeicherten Information kann über eine nachfolgende Beugung von unpolarisiertem Licht an der metallischen Deckschicht wieder ausgelesen werden. Das Schichtsystem stellt somit ein optisch kontrollierbares Material dar.

Anwendungsbereiche

Die Information über die Polarisationsebene des Lichts schlägt sich unmittelbar in der Nanostruktur des nanostrukturierten Schichtsystems wieder. Aus diesem Grund kann das nanostruktuierte Schichtsystem beispielsweise zur Informationsspeicherung eingesetzt werden. Weitere Anwendungsgebiete sind Nanoelektronik und Mikroelektronik, Optik und Halbleiterindustrie sowie mikromechanische Produktionsmethoden unter anderem für den medizinischen Bereich.

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