Vyhodnocení vlastností dieletrik pro vlnovody ve střední infračervené oblasti

Abstract

Využití plasmonovo polaritonových vlnovodů se ukázalo vhodné pro senzorové aplikace ve středně infračervené oblasti spektra. Vlnovod je v kontaktu s médiem v plynném či kapalném stavu, který obsahuje měřenou koncentraci hledané látky. Při šíření elektromagnetického vzruchu jsou na něj kladeny podmínky nízkých ztrát a dostatečné interakce s médiem. Tyto podmínky jsou splněny, je-li na kov nanesena tenká dielektrická vrstva. Tato práce je zaměřena na dielektrika na bázi křemíku. Součástí práce byla výroba vícevrstevnatých vlnovodů technikou plazmaticky vylepšené chemické depozice, magnetronového naprašování a metodou fotolitografie. Nanášení vrstev probíhalo na obvykle užívané Si substráty. Hodnocení dielektrických vrstev a výrobních metod probíhá na základě elipsometrických měření indexu lomu a absorbce v infračervené oblasti spektra.The utilization of plasmon polariton waveguides for mid-infrared light has proven its suitability for sensor applications. The waveguide can be surrounded by a gaseous or liquid phase medium, which contains an analyte substance of which the concentration can be measured. The electromagnetic field propagates along the waveguide, which has to satisfy low losses and sufficient interaction conditions. These are fulfilled using a thin dielectric layer applied on a metal surface. This thesis is focused on Si-based dielectrics. Within this work, multilayer waveguides were fabricated by high vacuum magnetron sputtering, plasma-enhanced vapor deposition and photolithography. The deposition was carried out on commonly used Si substrates and is ready to be transfered to InP-based chips. Evaluation of dielectric layers and fabrication methods are based on ellipsometric measurements of refractive index and extinction coefficient in the infrared spectrum.