Fabrication and characterization of sub-micrometric silver structures by self-assembly and laser interference lithography

Resumen

Este trabajo estudia la fabricación de estructuras metálicas con aplicaciones potenciales en fotónica utilizando técnicas de fabricación de alta rentabilidad. Se han evaluado dos técnicas: auto-ensamblado de esferas coloidales y litografía por interferencia láser. En este estudio, la técnica de auto-ensamblado se compone de tres pasos que son analizados y optimizados. El primero es la optimización de las condiciones de depósito de capas delgadas de óxido de indio y estaño que se utilizarán como electrodo de trabajo en posteriores pasos del proceso de fabricación. Se han conseguido baja resistividad y alta transmitancia en capas delgadas de óxido de indio y estaño depositadas por sputtering. El segundo paso consiste en la formación de ópalos artificiales mediante ensamblado de esferas coloidales. Se ha realizado un estudio fenomenológico de los parámetros que influyen en el orden final de los ópalos, tales como temperatura, humedad relativa, concentración, ángulo de depósito o disolvente. El tercer paso es la infiltración de los ópalos con el material deseado, plata en este caso, mediante métodos electroquímicos. El último paso es la inversión de los ópalos para obtener estructuras sub-micrométricas ordenadas de plata. La técnica de litografía por interferencia láser se utiliza para la fabricación de estructuras sub-micrométricas empleando dos métodos distintos de transferencia de patrones: ataque iónico reactivo y lift-off. Las estructuras fabricadas mediante las dos técnicas se han caracterizado óptica y estructuralmente. Se ha demostrado en este trabajo que estas estructuras presentan propiedades ópticas que les hacen viables para futuras aplicaciones fotónicas.