Lapisan Film Tipis Niobium Titanium Nitrida

Pelapis yang cocok dengan impedansi digunakan untuk aplikasi penyerap untuk memasangkan radiasi infra merah menengah hingga jauh (IR) ke detektor bolometrik ultrasensitif yang digantung pada membran dielektrik ultratipis. Untuk memberikan responsivitas yang memadai, detektor bolometrik harus memiliki kapasitas panas yang rendah. Selanjutnya, untuk mencapai rasio signal-to-noise yang optimal, pemfilteran spektral dari radiasi yang datang sangat diinginkan.

Pendekatan konvensional untuk pelapis penyerap rentan terhadap penuaan, yang menghambat efisiensi optik transien instrumen. Selain itu, pelapis penyerap konvensional memiliki kapasitas panas tinggi yang berdampak pada kinerja detektor kriogenik latar belakang rendah. Pelapis penyerap konvensional juga reaktif dalam batas panjang gelombang pendek, yang dengan demikian mengurangi efisiensi koplingnya. Selain itu, beberapa lapisan penyerap film tipis memiliki tegangan intrinsik yang sangat tinggi, yang dapat menyebabkan membran dielektrik pecah atau bengkok.

Lapisan Film Tipis Niobium Titanium Nitrida (NbTiN), yang dikembangkan di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, dapat secara optik menyambungkan cahaya ke detektor bolometrik yang digantung pada membran dielektrik ultra-tipis. Lapisan ini juga dapat menyaring komponen spektral frekuensi rendah yang akan meningkatkan noise terbatas foton pada detektor.

Lapisan film tipis NbTiN dibuat pada substrat dielektrik menggunakan proses co-deposisi sputtering reaktif khusus. Dua sumber sputtering yang berbeda digunakan di mana satu sumber berisi target sputtering niobium dan yang lainnya berisi target sputtering titanium. Niobium dan titanium disimpan di lingkungan yang kaya nitrogen.

Lapisan NbTiN dapat digunakan dengan meletakkannya di satu sisi membran silikon ultra-tipis dan memiliki persyaratan impedansi optik yang terdefinisi dengan baik untuk aplikasi tertentu — lapisan NbTiN dapat disimpan pada membran non-silikon juga. Lapisan NbTiN memiliki tekanan intrinsik yang rendah, yang membuatnya kompatibel secara mekanis dengan integrasi pada membran dielektrik ultra-tipis. Lapisan memiliki impedansi optik yang diperlukan untuk penyerapan efisiensi optik yang tinggi. Selain itu, lapisan ini memiliki suhu transisi superkonduktor yang sangat rendah, yang memungkinkannya menyaring radiasi pada frekuensi tertentu.

Lapisan NbTiN sangat berguna untuk aplikasi detektor bolometrik kriogenik ultrasensitif dan dapat dibuat dengan cara yang dapat direproduksi tanpa mempersulit proses pembuatan arsitektur detektor.

NASA secara aktif mencari pemegang lisensi untuk mengkomersialkan teknologi ini. Silakan hubungi NASA's Licensing Concierge di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya. atau hubungi kami di 202-358-7432 untuk memulai diskusi lisensi. Ikuti tautan ini di sini untuk informasi lebih lanjut.