Optimasi Gravir Argon ICP Oksida Perovskit untuk Aplikasi Fotonik Lanjutan
Abstrak
Kami menganalisis gravir kering oksida perovskit menggunakan plasmas terhubung induktif (ICP) berbasis argon untuk aplikasi fotonik. Berbagai kondisi ruang dan efeknya pada laju gravir telah divisualisasikan berdasarkan lithium niobium (LN) potong Z. Hasil pengukuran dapat diramalkan dan dapat diulangi dan dapat diterapkan pada oksida perovskit lain, seperti LN potong X dan oksida titanium barium (BTO). Kekasaran permukaan lebih baik untuk LN dan BTO yang dietch dibandingkan dengan setara yang belum di deposit seperti yang dikonfirmasi oleh mikroskopi gaya atom (AFM). Kedua metode spektroskopi sinar X dispersif energi (EDS) dan spektroskopi fotoelektron sinar X (XPS) telah digunakan untuk perbandingan komponen kimia permukaan, kualitatif dan kuantitatif, dan tidak ada perubahan status permukaan yang jelas diamati menurut hasil pengukuran. Gelanggang optik yang dibuat dengan gravir ICP berbasis argon yang dioptimalkan diukur memiliki -3,7 dB/cm loss di dekat panjang gelombang 1550 nm untuk LN potong Z, yang memvalidasi metode ini untuk gravir oksida perovskit dalam aplikasi fotonik.
Pendahuluan
Fotonik silikon telah mengalami perkembangan besar dalam beberapa dekade terakhir karena biaya rendah dan skalabilitas integrasi besar [1]. Namun, kehilangan efek Pockels membatasi beberapa aplikasinya karena struktur kristal yang simetris [2]. Oksida perovskit seperti LiNbO3 (LN) dan BaTiO3 (BTO) telah menerima perhatian besar untuk aplikasi fotonik karena efek Pockels yang besar [3,4,5,6,7,8,9,10]. Berbagai perangkat fotonik berbasis LN dan BTO telah divisualisasikan dengan performa unggul [3,4,5,6,7,8,9,10]. Untuk aplikasi tersebut, gelanggang dengan kontras indeks bias yang tinggi adalah komponen dasar untuk penahanan cahaya [11]. Secara tradisional, gelanggang telah terbentuk dalam LN melalui difusi ion [12], yang hanya memungkinkan kontras indeks bias yang rendah dan penahanan optik yang buruk yang dihasilkan. Terobosan perangkat terintegrasi berbasis LN bergantung pada gravir kering langsung dari tipis LN [3, 6,7,8,9,10]. Namun, tidak ada analisis komprehensif tentang metode gravir kering LN yang dilaporkan hingga saat ini. Di sisi lain, BTO memiliki koefisien Pockels yang lebih tinggi sebesar 1640 pm/V daripada LN (~30 pm/V) [2], yang dapat mendukung perangkat fotonik yang jauh lebih baik. Namun, perangkat fotonik berbasis BTO yang dietch langsung belum divisualisasikan, yang mungkin karena sulit untuk dietch. Metode yang paling umum untuk menciptakan gelanggang indeks lebih tinggi dalam materi ini dalam literatur adalah dengan pertama kali deposit lapisan materi yang mudah dietch, kemudian mentransfer pola pada lapisan ini melalui gravir kering. Mode optik yang dihasilkan hanya tumpang tindih sebagian dengan lapisan BTO yang belum dietch di bawahnya, sehingga menurunkan performanya; metode ini tidak dapat memaksimalkan efek Pockelsnya [4, 5]. Meskipun gravir plasma berbasis fluorin dan klorida dari BTO telah diusulkan untuk aplikasi memori semikonduktor [13,14,15], produk reaksi yang dapat di deposit ulang pada permukaan dan dinding samping selama proses gravir mengurangi kesesuaian kimia gravir tersebut untuk aplikasi fotonik.
Oleh karena itu, gravir ICP berbasis plasma argon dari oksida perovskit LN dan BTO dianalisis secara komprehensif dalam naskah ini. Berbagai faktor dan efeknya pada laju gravir dibandingkan untuk LN dan BTO. Kekasaran permukaan sebelum dan setelah gravir dianalisis melalui mikroskopi gaya atom (AFM). Metode spektroskopi sinar X dispersif energi (EDS) dan spektroskopi fotoelektron sinar X (XPS) digunakan untuk mengkarakterisasi perubahan status kimia permukaan. Terjadi bahwa permukaan jauh lebih halus tanpa sisa gravir terdeteksi dalam sampel LN dan BTO yang dietch. Berdasarkan kondisi gravir yang dioptimalkan, gelanggang optik dietch pada sampel LN potong Z, dengan pengukuran -3,7 dB/cm loss, yang memvalidasi metode ICP berbasis argon dalam kesesuaiannya untuk gravir umum oksida perovskit dalam aplikasi fotonik.
Eksperimen dan Hasil
Metode
Oxford PlasmaPro 100c Cobra 13,56 MHz digunakan untuk eksperimen gravir ICP berbasis argon, dan struktur skematis gravir ditunjukkan dalam Fig. 1a. Gas input diionisasi di bawah medan elektromagnetik bervariasi waktu, yang dihasilkan oleh kupluk terhubung induktif di bawah sumber radio frekuensi pertama (RFICP). Ion plasma yang dihasilkan dipercepat secara vertikal menuju bottom wafer di bawah tegangan bias, yang dikontrol oleh sumber RF kedua (RFbias) yang terhubung pada penahan substrat/elektroda. Produk gas gravir yang mudah bereaksi dibuang melalui saluran udara. LN potong Z digunakan sebagai contoh untuk demonstrasi hubungan antara berbagai kondisi proses dan laju gravir; struktur epitaksi LN ditunjukkan dalam Fig. 1b. Ketebalan lapisan lithium niobium teratas dan silikon oksida adalah 700 nm dan 2 µm masing-masing. Lapisan chrome (Cr) tebal 50 nm pertama kali ditambat oleh penguapan sinar elektron (e-beam) pada sampel untuk memfasilitasi litografi. Kemudian, sekitar 1 µm photoresist ma-N 1400 diapil pada permukaan melalui litografi menggunakan penulis laser. Setelah pengembangan dan kemudian gravir basah Cr, struktur yang diola berfungsi sebagai bayangan masker untuk gravir kering. Setelah gravir ICP, masker ini dilepaskan dalam N-metil-2-pirolidon panas dan etchant Cr. Kedalaman fitur sebelum gravir, setelah gravir dan setelah penghapusan masker bayangan dicatat melalui profil permukaan pada titik tetap, dan laju gravir photoresist dan LN potong Z dihitung sesuai dengan itu.
a Struktur skematis proses ICP. Struktur epitaksi dan citra SEM dari b LN potong Z dan c BTO yang digunakan dalam eksperimen (Pt dan Cr ditambat sebagai lapisan pelindung untuk pemotongan FIB)
Analisis Laju Gravir
Empat faktor divalidasi selama eksperimen: tekanan ruang, laju aliran gas, daya bias dan daya ICP. Sebelum setiap gravir, perlakuan plasma oksigen murni selama 5 menit dilakukan untuk pembersihan ruang. Hanya gas argon yang digunakan selama gravir, dan kondisi gravir dasar adalah: 5 mTorr tekanan ruang, 20 sccm aliran gas, 150 W daya bias dan 500 W daya ICP. Laju gravir yang diukur dari LN potong Z dan photoresist terhadap berbagai kondisi gabungan ditunjukkan dalam Fig. 2. Terlihat dari Fig. 2a bahwa laju gravir LN potong Z meningkat ketika tekanan ruang dikurangi, dan peningkatan laju gravir LN potong Z relatif linier (kemiringan sekitar 0,95 nm/min per penurunan tekanan mTorr) dan dapat diramalkan. Harus diperhatikan bahwa pengukuran kedalaman profil permukaan LN potong Z lebih akurat daripada photoresist, karena permukaan photoresist setelah gravir tidak rata seperti LN potong Z. Ketika tekanan ruang lebih rendah, gerakan tabrakan acak berkurang dan ion argon diangkut dengan lebih teratur, yang dapat menjelaskan mengapa laju gravir yang lebih tinggi diamati di bawah tekanan ruang yang lebih rendah. Laju gravir meningkat linier untuk LN potong Z terhadap kondisi aliran gas, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 2b, yang berarti lebih banyak plasma argon diaktifkan ketika aliran gas lebih besar. Kemiringan laju gravir LN potong Z sekitar 0,11 nm/min per unit peningkatan aliran gas sccm, seperti yang dapat disimpulkan dari Fig. 2b. Baik laju gravir LN potong Z maupun photoresist meningkat ketika daya bias dan daya ICP meningkat, seperti yang terlihat dari Fig. 2c, d. Ketika daya ICP rendah hingga 100 W, sedikit atom argon yang diionkan dan laju gravir LN potong Z cukup kecil, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 2d. Lebih banyak atom argon akan diionkan ketika daya ICP ditingkatkan, dan oleh karena itu laju gravir yang lebih tinggi dihasilkan. Dengan peningkatan bias, kecepatan percepatan ion juga akan lebih besar karena medan listrik lebih kuat. Kedua peningkatan densitas plasma dan percepatan ion akan menghasilkan laju gravir yang lebih tinggi, yang dapat ditemukan dalam Fig. 2c, d. Kemiringannya sekitar 0,072 dan 0,059 nm/min per watt daya bias dan daya ICP, masing-masing. Kurva nonlinier laju gravir photoresist terhadap hubungan daya bias mungkin disebabkan oleh kesalahan pengukuran yang timbul dari permukaan yang tidak rata.
Laju gravir LN potong Z dan photoresist di bawah berbagai a tekanan, b aliran gas, c daya bias dan d daya ICP
Dalam Fig. 2a, laju gravir 21,87 nm/min diperoleh dalam kondisi 5 mTorr tekanan ruang, 20 sccm aliran gas, 150 W daya bias dan 500 W daya ICP. Sekitar 37 nm/min laju gravir diukur dalam kondisi 10 mTorr tekanan ruang, 30 sccm aliran gas, 300 W daya bias dan 700 W daya ICP, yang sangat konsisten dengan hasil perhitungan (40,4 nm/s) berdasarkan data yang diukur yang ditunjukkan dalam Fig. 2. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa laju gravir LN potong Z teratur dan dapat diramalkan.
Berdasarkan kondisi dasar yang sama (5 mTorr tekanan ruang, 20 sccm aliran gas, 150 W daya bias dan 500 W daya ICP), eksperimen gravir serupa yang melibatkan LN potong X dan BTO dilakukan untuk menguji efek tekanan ruang (sebagai contoh dari kondisi yang berbeda), dan data yang diukur ditunjukkan dalam Fig. 3. LN potong X yang digunakan di sini adalah kristal bulk, sementara BTO adalah lapisan epitaksi yang tumbuh pada substrat disprosium skandat (DSO) menggunakan depoziasi lapis laser (PLD), dengan struktur yang ditunjukkan dalam Fig. 1c. Ketika tekanan ruang dikurangi, baik laju gravir BTO maupun LN potong X meningkat, yang sesuai dengan hasil LN potong Z. Kemiringan yang sedikit berbeda yang diamati dapat dikaitkan dengan perbedaan kecil dalam kualitas kristal. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa parameter gravir dalam Fig. 2 juga secara luas cocok untuk jenis oksida perovskit LN potong X dan BTO.
Hasil perbandingan laju gravir terhadap tekanan ruang untuk BTO, LN potong Z dan X
Analisis Morfologi Permukaan
Untuk mengevaluasi perubahan morfologi permukaan yang mungkin disebabkan oleh gravir, AFM digunakan di sini dengan area pemindaian \(1\times 1 {\mathrm{\mu m}}^{2}\). Citra AFM dari sebelum dan setelah gravir untuk LN potong Z, LN potong X dan BTO ditunjukkan dalam Fig. 4. Terlihat dari Fig. 4a, b bahwa LN potong Z yang dietch memiliki kekasaran akar-kuadrat-rata (RMS) permukaan hampir satu orde lebih rendah dibandingkan dengan sampel sebelum gravir. Untuk LN potong X dan BTO, permukaan yang lebih halus setelah gravir dapat ditemukan dari Fig. 4c–f. Kekasaran RMS yang sedikit lebih besar untuk BTO sebelum gravir disebabkan oleh kualitas pertumbuhan asli, karena sampel LN adalah produk komersial dan film BTO tumbuh di laboratorium kami pada substrat (DSO) yang sendiri mungkin tidak memiliki kekasaran permukaan yang diminimalkan. Kekasaran RMS yang lebih rendah pada sampel yang dietch dapat dikaitkan dengan properti gravir fisik plasma argon berbasis ICP, yang membuat proses gravir sedikit seperti pengikisan/pengupasan.
Tampilan 3D morfologi permukaan LN potong Z, LN potong X dan BTO yang diukur oleh AFM. a Sebelum dan b setelah gravir LN potong Z. c Sebelum dan d setelah gravir LN potong X. e Sebelum dan f setelah gravir BTO
Analisis Status Permukaan
Analisis EDS dilakukan untuk sampel LN potong Z, LN potong X dan BTO sebelum dan setelah gravir, untuk menganalisis secara kualitatif perubahan komponen permukaan yang mungkin terjadi, dan hasil pengukuran ditunjukkan dalam Fig. 5. Selama pengukuran, Litium (Li), Niobium (Nb), Oksigen (O), Karbon (C), Argon (Ar) dan Chrome (Cr) direkam untuk LN potong Z dan X, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 5a–d, sedangkan untuk sampel BTO, Barium (Ba), Titanium (Ti), O, C, Ar dan Cr dianalisis, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 5e, f. Dibandingkan dengan sampel sebelum gravir, tidak ada perbedaan signifikan dalam konstituen elemen yang terlihat dari Fig. 5. Tidak ada sisa argon di dalam wilayah yang dietch dalam semua sampel yang dietch, yang menunjukkan bahwa plasma argon berbasis ICP adalah proses fisik murni yang tidak menyebabkan perubahan kimia sekunder yang tidak terduga, dan tidak ada reaktan gravir yang dihasilkan.
Hasil EDS yang diukur. a Sebelum dan b setelah gravir sampel LN potong Z; c sebelum dan d setelah gravir sampel LN potong X; e sebelum dan f setelah gravir sampel BTO
Untuk menganalisis lebih lanjut perubahan komposisi kimia permukaan, analisis XPS dilakukan. Pengukuran dilakukan dalam sistem Thermo Fisher Scientific Theta Probe yang dilengkapi dengan sumber sinar X Al Kα mikro-fokus (1486,6 eV) dan spektrum XPS direkam pada sudut deteksi (q) sebesar 50, terhadap permukaan sampel. Tekanan dasar ruang analisis adalah \(5\times {10}^{-10}\) mbar. Gambar 6 menunjukkan spektrum survei XPS dari sampel LN potong Z, LN potong X dan BTO dengan rentang energi ikatan (BE) 0 hingga 1000 eV. Terdapat Li 1 s, Nb 3p1/2, Nb 3p3/2, Nb 3d5/2, Nb 4p3/2, O 1 s, dan C 1 s untuk LN potong Z dan X, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 6a, b. Dalam Fig. 6c, terdapat Ba 4d, Ba 4p3/2, C 1 s, Ti 2p, O 1 s, Ba 3d5/2 dan Ba 3d3/2 untuk BTO. Spektrum XPS yang dilaporkan di sini dirujuk pada BE puncak komponen C–C/C-H dari spektrum C 1 s pada 285,0 eV [13, 16]. Terlihat dari Fig. 6 bahwa tidak ada perbedaan besar dalam spektrum survei untuk sampel sebelum dan setelah gravir. Beberapa puncak kecil setelah gravir disebabkan oleh kontaminan minor selama pemrosesan dan penyimpanan sampel.
Spektrum survei XPS dari a LN potong Z, b LN potong X dan c BTO sebelum dan setelah gravir. Garis bawah (merah) dan atas (hitam) mewakili sampel sebelum dan setelah gravir
Untuk mengidentifikasi lebih lanjut status kimia setiap elemen secara detail, spektrum resolusi tinggi dari semua elemen yang ada di permukaan diambil dan difit setelah pengurangan latar belakang elektron sekunder tipe Shirley [13]. Hasil fitting ditunjukkan dalam Fig. 7. Gambar 7a hingga d adalah Li 1 s, Nb 3d5/2, O 1 s dan Ar untuk LN potong Z. Tidak ada perubahan yang jelas untuk puncak Li 1 s, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 7a. Dibandingkan dengan sampel sebelum gravir, puncak Nb 3d5/2 dan O 1 s berubah masing-masing sebesar 0,1 dan 0,2 eV menuju BE yang lebih tinggi dalam kasus yang dietch, seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 7b, c. Perubahan kecil ini dekat dengan kesalahan pengukuran dan menunjukkan bahwa tidak ada perubahan status kimia yang jelas untuk Nb dan O. Perlu diperhatikan bahwa ada dua puncak komponen untuk fitting spektrum O 1 s, dan puncak utama sekitar 530,2 eV berasal dari ikatan Nb–O. Puncak sekunder lain sekitar 532,5 eV dapat ditetapkan pada kontaminan, karena ia dihapus oleh benturan fisik dalam ruang vakum dan oleh karena itu menghasilkan sinyal yang lebih lemah [13]. Tidak ada puncak argon yang jelas diamati baik dalam sampel sebelum maupun setelah gravir, yang memvalidasi bahwa gravir ICP berbasis argon tidak menghasilkan sisa gravir.
Spektrum resolusi tinggi untuk sampel LN potong Z, LN potong X dan BTO sebelum dan setelah gravir. a hingga d mewakili Li, Nb, O, Ar untuk LN potong Z. e–h mewakili Li, Nb, O, Ar untuk LN potong X. i hingga l mewakili Ba, Ti, O, Ar untuk BTO. Garis bawah (merah) dan atas (hitam) mewakili hasil sebelum dan setelah gravir dalam setiap gambar tunggal
Gambar 7e–h menunjukkan Li 1 s, Nb 3d5/2, O 1 s dan Ar untuk LN potong X. Kesimpulannya mirip dengan LN potong Z. Semua puncak Li 1 s, Nb 3d5/2 dan O 1 s bergeser 0,2 eV menuju BE yang lebih tinggi untuk sampel yang dietch dibandingkan dengan yang sebelum gravir. Untuk spektrum Ar 2p, ada satu puncak kecil dalam sampel yang dietch sekitar 239,0 eV, yang dapat ditetapkan pada sisa argon. Meskipun Ar tidak akan bereaksi kimiawi dengan materi yang dietch, ion energi tinggi akan ditanam ke dalam permukaan yang dietch selama proses gravir. Dan tanaman seperti ini diharapkan lemah dalam eksperimen kami karena sinyalnya sangat kecil, dan tidak akan menyebabkan efek signifikan pada performa perangkat fotonik.
Gambar 7i–l menunjukkan spektrum Ba 3d, Ti 2p, O 1 s dan Ar 2p yang diperoleh untuk BTO. Dalam Fig. 7i, Ba 3d5/2 dari sampel sebelum gravir (garis merah bawah) dapat difit ke dua puncak pada BE 778,7 dan 780,0 eV dengan rasio 47%: 53%. Setelah gravir, Ba 3d5/2 difit ke dua puncak pada BE 778,8 dan 780,1 eV dengan rasio 80%: 20%. Tidak ada geser BE yang diamati setelah pertimbangan kesalahan eksperimen (± 0,2 eV). Namun, oksida permukaan dihapus karena proses gravir dari perubahan rasio puncak. Untuk Ti 2p, BE Ti 2p3/2 sebelum dan setelah proses gravir adalah 458,1 dan 458,2 eV, masing-masing, yang juga dalam kesalahan eksperimen. Untuk spektrum O 1 s, sebelum gravir dapat difit menggunakan dua puncak dengan BE 529,4 dan 531,4 eV, ditetapkan pada BTO dan kontaminan permukaan, dengan rasio 45%: 55%. Setelah gravir BE puncak adalah 529,6 dan 531,5 eV dengan rasio 60%:40%, yang menunjukkan bahwa kontaminan permukaan telah dihapus. Tidak ada puncak XPS dari Ar yang jelas diamati setelah gravir dalam BTO, yang sesuai dengan kasus LN potong Z dan X.
Karakterisasi dan Diskusi Performa Optik
Berdasarkan metode ICP berbasis argon yang dioptimalkan, gelanggang LN potong Z direalisasikan sebagai contoh aplikasi. Gelanggang sebagian dietch dengan kedalaman gravir 420 nm dari total ketebalan 700 nm, dan lebarnya dirancang sebesar 4 µm untuk litografi yang mudah. Dimensi geometris gelanggang ditentukan berdasarkan metode domain waktu selisih hingga (FDTD) [17] setelah mempertimbangkan baik loss transmisi dan teknologi proses. Lapisan LN teratas dan substrat diisolasi oleh silikon oksida 2 µm untuk membentuk kontras indeks bias yang tinggi (indeks bias LN dan SiO2 masing-masing 2,3 dan 1,44) untuk penahanan optik, seperti yang ditunjukkan pada epitaksi dalam Fig. 1b. Sekitar -3,7 dB/cm loss propagasi diukur dengan pengurangan loss coupling (metode cutback) di dekat panjang gelombang desain 1550 nm untuk cahaya input polarisasi magnetik melintasi (TM), seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 8a. Inset menunjukkan cahaya terperteng dengan baik di dalam gelanggang. Perlu dicatat bahwa ada metode lain untuk mengkarakterisasi loss gelanggang, seperti sliding-prism, Fabry–Perot resonances dan scattered light methods [18]. Metode cutback digunakan di sini. Gambar 8b menunjukkan citra mikroskop elektron pemindai (SEM) dari gelanggang yang dietch. Dinding samping yang jelas memvalidasi hasil gravir berkinerja tinggi. Sudut dinding samping sekitar 50 derajat, seperti yang ditunjukkan oleh gambar sinar ion difokuskan (FIB) dalam Fig. 8c. Loss yang diukur wajar untuk polarisasi TM (di mana medan diatur dengan benar untuk memaksimalkan efek Pockels untuk orientasi potong Z); dan lebih besar dari nilai loss typikal untuk cahaya terlihat polarisasi listrik melintasi (TE) dalam LN potong X [3, 6] karena anisotropi biasa dalam kekasaran dinding samping. Loss seperti ini dapat ditingkatkan dengan menggunakan ketebalan lapisan LN teratas yang lebih tipis [19] dan struktur yang lebih dioptimalkan [3, 6, 20]. Perlu dicatat bahwa tidak ada proses pasca atau penambahan lapisan penutup pada gelanggang yang diukur. Loss dapat dikurangi dengan mengoptimalkan proses tersebut, seperti halnya dengan penambahan oksidasi termal dalam gelanggang silikon [20, 21], atau dengan penggunaan smoothening sinar ion klaster gas [22]. Dalam kasus BTO, kontras indeks yang berkurang antara substrat DSO dan lapisan BTO teratas (indeks bias BTO dan DSO masing-masing 2,38 dan 2,13, seperti yang ditentukan oleh metode coupling prisma) akan menghasilkan penahanan cahaya yang lebih buruk meskipun gravir lebih dalam; loss tidak dapat dibandingkan langsung dengan LN.
a Loss yang diukur dari gelanggang LN potong Z yang dietch. (Gambar yang disisipkan menunjukkan cahaya yang ditransmisikan di dalam gelanggang bengkok selama pengukuran.) b citra SEM gelanggang yang dietch. c citra FIB penampang melintang gelanggang
Dibandingkan dengan metode difusi ion typikal [12] untuk oksida perovskit dalam aplikasi fotonik, metode ICP berbasis argon yang divisualisasikan dalam naskah ini dapat mewujudkan perangkat terintegrasi yang kompak dan berkinerja tinggi. Karena tidak ada produk reaksi gravir dalam metode ini, performa optik kristal oksida perovskit tidak terpengaruh sama sekali. Oleh karena itu, kemungkinan besar unggul dibandingkan dengan gravir ICP berbasis fluorin atau klorida [13,14,15], yang telah divisualisasikan untuk jenis aplikasi lain, seperti transistor efek medan. Mesin ICP banyak digunakan di industri, sehingga hasil metode yang diusulkan akan tinggi jika setiap langkah proses dikontrol dalam selang kesalahan yang kecil.
Kesimpulan
Secara kesimpulan, gravir ICP berbasis argon untuk oksida perovskit divisualisasikan secara detail dalam naskah ini. Laju gravir dan hubungannya dengan tekanan ruang, aliran gas, daya bias dan daya ICP dianalisis dalam LN potong Z, LN potong X dan BTO. Hasil pengukuran teratur dan dapat diramalkan, yang akan berguna untuk membenchmark semua gravir oksida berbasis perovskit, terutama untuk aplikasi fotonik. Hasil pengukuran AFM menunjukkan bahwa kekasaran permukaan lebih baik setelah gravir ICP berbasis argon daripada sebelum. Kedua hasil EDS dan XPS menunjukkan bahwa metode gravir ini adalah proses fisik murni dan tidak ada sisa gravir yang ditemukan pada permukaan yang dietch. Beberapa geser puncak kecil yang wajar setelah gravir diamati, tetapi tidak ada degradasi performa yang signifikan pada perangkat fotonik yang diperoleh selama eksperimen. Pengukuran -3,7 dB/cm TM loss di dekat 1550 nm untuk gelanggang LN potong Z juga memvalidasi kesesuaian gravir ICP berbasis argon untuk gravir oksida perovskit dalam pembuatan perangkat fotonik.
