Utilização da arquitetura pedestal para fabricação de guias de onda com ilhas de ouro visando desenvolvimento de dispositivos fotônicos que operem na região do infravermelho.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Delboni, Filipe de Oliveira Pereira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Gold islands; Guias de onda; Ilhas de ouro; Infrared; Infravermelho; Pedestal; Sputtering; Waveguides
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11072022-111634/

Este trabalho tem como objetivo produzir guias de onda passivos utilizando a estrutura pedestal com as matrizes TeO2 ZnO (TZ) e GeO2 PbO (GP), a fim de testar o guiamento da luz nas regiões do visível e do infravermelho próximo. Foi usado um novo processo para a fabricação dos guias de onda que substitui a máscara de cromo pelo uso da máscara de dióxido de silício (SiO2). O perfil dos guias foi analisado através de Microscopia Eletrônica de Varredura e a técnica de Microscopia de Força Atômica foi usada para caracterizar as ilhas de ouro. Os filmes foram produzidos usando a técnica de Sputtering e as medidas de perda por propagação foram feitas usando a técnica de vista superior usando laser de 632 nm e 980 nm. Os guias com núcleo de GP não demonstraram guiamento no visível e por isto foi estudada a influência de O2 na deposição deste filme, porém não influenciou satisfatoriamente no processo. Os guias com núcleo de TZ demonstraram guiamento nas regiões do visível (632 nm) e infravermelho próximo (980 nm). Para os casos dos guias produzidos com ilhas de ouro, a nucleação foi feita através de diversos tratamentos térmicos seguindo procedimentos estabelecidos anteriormente pelo grupo. A presença das ilhas de ouro reduziu significativamente a perda por propagação na região do infravermelho próximo (980 nm) para todos os guias (de 1-10 m e 80 m de largura) com núcleo de GP. Para o caso dos guias com núcleo de TZ, a referida redução foi mais significativa para os guias mais estreitos (1-10 m de largura). Por fim, a menor perda obtida na região do visível foi de 2 dB/cm para o guia de 80 m de largura com núcleo de TZ sem ilhas de ouro e, em 980 nm foi de 2,08 dB/cm em guia de 80 m de largura com núcleo de GP, com ilhas de ouro. Cabe ressaltar que o guia GP sem as ilhas de ouro apresentou em 980 nm perda de 3,31 dB/cm em guia de 80 m de largura. Simulações foram realizadas para determinar teoricamente os modos guiados e comparar com os resultados experimentais. Este novo processo de produção com plataforma pedestal traz vantagens, pois, promove uma baixa rugosidade de superfície, eliminando a preocupação sobre o efeito micromasking decorrente do uso da máscara de cromo e simplifica as etapas de processos, permitindo o uso de técnicas convencionais da microeletrônica já consolidadas (litografia, oxidação e corrosão) baseadas na tecnologia do silício para a construção do pedestal, demonstrando ser aplicável na construção de dispositivos fotônicos.