Ionenbestrahlung von Phasenwechselmaterialien für Metaoberflächen

Metaoberflächen sind künstlich strukturierte und optische dünne Schichten, die präzise kon-struiert werden können, um die Amplitude, Polarisation oder Phase von Lichtstrahlen zu manipulieren. Metaoberflächen ermöglichen sind somit flache Optiken und werden die Photonik revolutionieren, da konventionelle Lithographie und Abscheidungsverfahren zur Herstellung von komplexen optischen Bauelementen eingesetzt werden können. In diesem Projekt werden wir zunächst die Ionen-Festkörper-Wechselwirkungen in Phasenwechsel- (GeSbTe) und Phasenübergangsmaterialien (VO2 und SmNiO3) untersuchen, da diese Materialien beim Phasenübergang von ihrer jeweiligen metallischen zur isolierenden Phase einen großen optischen Kontrast erfahren. Um den Phasenübergang zu kontrollieren, werden wir systematisch die Abhängigkeit der Ionenstrahlparameter bei der Veränderung der optischen Eigenschaften in diesen Materialien untersuchen. Zweitens werden wir Metaoberflächen für einen breiten und abstimmbaren Spektralbereich realisieren, in dem wir entweder durch Masken selektiv dotieren bzw. Defekte einbringen oder wir nutzen einen fokusierten Ionenstrahl und können die Metoberflächen direkt schreiben. Am Ende des Projektes wollen wir uns einer Vision in der Optik widmen und dreidimensionale optische Systeme schichtweise aufbauen, da die selektive Ionenbestrahlung inhärent flache Oberflächen ermöglicht.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen

Internationaler Bezug USA

Kooperationspartner Professor Dr. Mikhail Kats; Professor Dr. Shriram Ramanathan