Příprava a strukturování tenké vrstvy oxidu vanadičitého pro nanofotoniku

Abstract

Oxid vanadičitý je stále častěji používaný materiál pro výrobu laditelných metapovrchů díky své jednoduše dosažitelné fázové přeměně z nevodiče na kov, nastávající okolo 67°C. V této bakalářské práci jsme se zabývali optimalizací přípravy tenké vrstvy VO2 získané dvěma depozičními metodami; napařováním elektronovým svazkem a iontově asistovaným naprašováním. Vrstvy získané napařováním jsme dále pomocí elektronové litografie a leptání reaktivními ionty strukturovali a pozorovali vliv morfologie struktur na jejich optické vlastnosti. Fázovou přeměnu vyrobených vrstev a nanostruktur jsme ověřovali užitím spektroskopických metod, zejména pak měřením transmise vzorků v závislosti na teplotě. Pro iontově asistované naprašování jsme zavedli nový proces získávání tenké vrstvy VO2, který během depozice využívá žíhání in situ. U vrstev deponovaných tímto novým procesem byla úspěšně prokázána fázová přeměna typická pro VO2.

Vanadium dioxide is becoming frequently used in tunable metasurfaces, mainly due to its easily achievable insulator to metal phase-transition, occuring at around 67°C. This thesis deals with the optimization of thin VO2 layer fabrication process and specifically with e-beam evaporation and ion beam-assisted sputtering. The phase change of VO2 layers was optically characterized -- mostly, we measured the thermally-dependent transmissivity of our layers. In ion beam-assisted sputtering, we implemented a new process for yielding thin VO2 layers which uses in situ annealing during the deposition. Layers fabricated with this newly implemented process demonstrate a clear phase transition typical for VO2.