Flexible Sticker of Si Metasurfaces
Our work on flexible sticker of Si Metasurface is out in J. Jpn. Soc. Pow. Pow. Metallurgy! / Si ナノアンテナシール開発に関する井上（M1）らの研究が掲載されました！ Congrats! 井上君！
Periodic arrays of silicon nanoparticles work as metasurfaces to control light at the interface. Although the combination of a variety of functional materials with metasurfaces should open a rich scientific research field, the application degree of freedom is limited severely by the fabrication process. We have developed a transfer process of silicon metasurface that uses a metallic chromium thin film as a sacrificial layer. The array of silicon nanoparticles is fabricated on the chromium thin film via electron-beam lithography and reactive ion etching. Then the metasurface is coated with a polydimethylsiloxane (PDMS) film and the successive dissolution of the chromium layer by an acidic solution results in the self-standing sticker embedding the metasurface. The metasurface sticker shows the optical diffraction behavior predicted from the periodicity of the array, and the transfer is performed without disturbing the periodicity. The sticker is flexible and can be attached to any clean surfaces without special surface treatment. We combine the silicon metasurface sticker with an emitter layer to control the light emission through the sticker. This result extends the application area of the metasurface. / シリコンナノ粒子の周期的な配列は，界面での光を制御するためのメタ表面として機能する．さまざまな機能性材料とメタ表面の組み合わせにより，多彩な研究分野が開かれるはずだが，組み合わせの自由度はメタ表面作製プロセスによって厳しく制限される．本研究では，金属クロム薄膜を犠牲層として使用するシリコンメタ表面の転写プロセスを開発した．シリコンナノ粒子のアレイは，電子ビームリソグラフィーと反応性イオンエッチングでクロム薄膜上に製造される．次に，メタ表面をポリジメチルシロキサン（PDMS）フィルムでコーティングし，酸性溶液によるクロム層の溶解により，メタ表面を埋め込んだ自立型シールを作製した．メタ表面シールは，アレイの周期性から予測される光回折挙動を示しており，周期性を乱すことなく転写ができた．シールは柔軟性があり，特別な表面処理なしで清浄な表面に貼り付けることができる．シリコンメタ表面シールと発光層を組み合わせ発光を制御できることを示した．この研究結果は，メタ表面の適用領域を拡張する．
Fabrication of Flexible Sticker of Si Metasurfaces by a Transfer Process, Shunsuke MURAI, Yuto INOUE, Katsuhisa TANAKA, Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, 2022 Volume 69 Issue 2 Pages 87-90DOI https://doi.org/10.2497/jjspm.69.87
本研究はKakenhi (19K22058,19H02434)と双葉電子記念財団の助成を受けて行われました。