2011. december 20.

Materials Chemistry and Physics 131 (2011) 370-374

Refractive index depth profile and its relaxation in polydimethylsiloxane (PDMS) due to proton irradiation

(Protonokkal történő besugárzás hatására kialakuló törésmutató mélységi profil és annak relaxációja poli(dimeti-sziloxánban))

S.Z. Szilasia, J. Budaib, Z. Pápab, R. Huszanka, Z. Tóthc, I. Rajtaa

a Institute of Nuclear Research of the Hungarian Academy of Sciences, P.O. Box 51, H-4001 Debrecen, Hungary
b Department of Optics and Quantum Electronics, University of Szeged, P.O. Box 406, H-6701 Szeged, Hungary
c Research Group on Laser Physics of the Hungarian Academy of Sciences, P.O. Box 406, H-6701 Szeged, Hungary



A poli(dimetil-sziloxán) (PDMS) egy rendkívül sokoldalúan felhasználható, széles körben alkalmazott, szilícium bázisú polimer. Kémiailag közömbös, nem toxikus, kémiai vagy fizikai kezeléssel biokompatibilissé tehető, ezért a gyógyászatban széles körben használatos. Mivel a vulkanizálódott PDMS optikailag tiszta és alacsony terjedési veszteség jellemzi, ezért jó választás optikai hullámvezetők, mikrolencsék létrehozására.

A PDMS a litográfiás eljárásokban ismert és alkalmazott polimer. Leginkább más anyagokban kialakított struktúrák sokszorosítására, többek között mikrocsatornákat tartalmazó chiplaborok (lab-on-a-chip eszközök), mikrobélyegzők, stb. kiöntésére használják. Habár a PDMS sokoldalúan felhasználható, különböző litográfiás technikákban sugárérzékeny anyagként (reziszt) történő alkalmazása még igen újkeletű.

Ebben a munkában a PDMS-ben nagyenergiájú (2MeV) protonnyaláb hatására a protonok behatolási mélysége mentén megváltozó optikai tulajdonságok vizsgálatával foglalkoztunk. Meghatároztuk a kialakuló törésmutató profilt a mélység függvényében, a terjedési veszteséget a mélység függvényében, és vizsgáltuk a létrehozott törésmutató profil időbeli változását. A vizsgálat eredményei például az ionnyalábokkal létrehozott optikai alkalmazások, (pl. hullámvezetők) létrehozásának területén nagy jelentőséggel bírnak.

A vizsgálatokhoz PDMS mintákat különböző energiájú protonokkal sugároztunk be, így a minták felületén különböző energiaveszteségek voltak elérhetőek. Ezek alapján a mintákat a 2 MeV energiájú protonok energiaveszteségeinek megfelelően különböző mélységekhez rendeltük hozzá. A minták törésmutatójának megváltozását spektroszkópiai ellipszometria módszer segítségével több hullámhosszon vizsgáltuk.

Az mérések során azt tapasztaltuk, hogy a besugárzott PDMS-ben jelentős törésmutató növekedés következett be. A mintafelszíntől a kb. 60 m mélységig terjedő tartományban 0,03-0,04, a 65 m alatti térfogatban 0,04-0,06 volt a törésmutató változás, de a protonok maximális energiaveszteségének helyén (a Bragg-csúcsban, ami a felszín alatt 83 m mélységben található) 0,09 is előfordul. Más, litográfiában elterjedt rezisztekben (pl. PMMA) mért értékekhez képest ez igen jelentős változás. Kimutattunk továbbá, hogy a terjedési veszteség a növekvő energiaveszteség hatására kis mértékben növekszik, és jól látható mélységfüggést mutat. A kialakult törésmutató profil időbeli változásának vizsgálata megmutatta, hogy a törésmutató profil a relaxációs folyamatok következtében kissé elmosódott, de a törésmutató változás nagyságrendje a vizsgált időtartam alatt nem változott.

A vizsgálat eredményei alapján PDMS hordozóban fókuszált proton mikronyalábbal optikai hullámvezetőt hoztunk létre, mely működését a cikkben szintén bemutattuk.




Korábban:



2011. december 3.
Reciprocity in the degeneracies in some tetra-atomic molecular ions

Journal of Chemical Physics 135 (2011)8:4101(6)
Bene ErikaVértesi Tamás, R. Englman

2011. november 4.
Spectroscopy of 39,41Si and the border of the N = 28 island of inversion

Physics Letters B 703 (2011) 417-421
Sohler Dóra, S. Grévy, Dombrádi Zsolt, O. Sorlin, L. Gaudefroy, B. Bastin, N.L. Achouri, J.C. Angélique, F. Azaiez, D. Baiborodin, R. Borcea, C. Bourgeois, A. Buta, A. Burger, L. Caceres, R. Chapman, J.C. Dalouzy, Z. Dlouhy, A. Drouard, Elekes Zoltán, S. Franchoo, S. Iacob, Kuti István, B. Laurent, M. Lazar, X. Liang, E. Liénard, S.M. Lukyanov, J. Mrazek, L. Nalpas, F. Negoita, F. Nowacki, N.A. Orr, Yu.E. Penionzkhevitch, Zs. Podolyák, F. Pougheon, A. Poves, P. Roussel-Chomaz, M. Stanoiu, I. Stefan, M.G. St-Laurent

2011. október 4.
Trajectories of S-matrix poles in a new finite-range potential

Phys. Rev. C 84, 037602 (2011)
Rácz Anett, Salamon Péter, Vertse Tamás

2011. szeptember 7.
Two-photon laser spectroscopy of antiprotonic helium and the antiproton-to-electron mass ratio

NATURE 475 (2011) 484
M. Hori, A. Sótér, D. Barna, A. Dax, R.o Hayano, S. Friedreich, Bertalan Juhász, T. Pask, E. Widmann, Dezső Horváth, L. Venturelli & N. Zurlo

2011. augusztus 8.
A 9-year record of stable isotope ratios of precipitation in Eastern Hungary: Implications on isotope hydrology and regional palaeoclimatology

Journal of Hydrology 400 (2011) 144-153.
G. Vodila, L. Palcsu, I. Futó, Zs. Szántó

2011. július 5.
4He+ ion beam irradiation induced modification of poly(dimethyloxane). Characterization by infrared spectroscopy and ion beam analytical techniques

Langmuir 27 (2011) 7:3842
R. Huszánk, D. Szikra, A. Simon, S.Z. Szilasi, I.P. Nagy

2011. május 11.
Activation of Nonlocal Quantum Resources

Phys. Rev. Lett. 106, 060403 (2011)
M. Navascués and T. Vértesi

2011. április 21.
ECR plasma photographs as a plasma diagnostic

Plasma Sources Science and Technology 20 (2011) 025002 (7)
R. Rácz, S. Biri, J. Pálinkás

2011. március 24.
Classical trajectory Monte Carlo model calculations for ionization of atomic hydrogen
by 75-keV proton impact

Physical Review A 82, 052710 (2010)
L. Sarkadi

2011. február 8.
Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

Physics Letters B 695 (2011) 419-423
G. G. Kiss, T. Rauscher, T. Szűcs, Zs. Kertész, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, C. Fröhlich, J. Farkas, Z. Elekes, E. Somorjai

2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István