Holey phononic crystal with ultra low period - Räsänen, Eetu (2025)
lämmönjohtumista voidaan hallita fononikiteen (PnC) avulla, joka on yksi-, kaksi- tai kolmiulotteinen periodinen rakenne. Fononikiteen geometrialla on merkittävä vaikutus sen lämmönjohtavuuteen. Fononikiteen valmistus on erittäin tarkkaa ja haastavaa. Pienetkin viat tai epäpuhtaudet voivat heikentää näytteen laatua. Valmistusprosessi sisältää useita nanoteknologiassa yleisesti käytettyjä laitteita. Tässä pro gradu -tutkielmassa kehitetään yksityiskohtainen valmistusprosessi heksagonaalisen, rei’itetyn fononihilan tuottamiseksi hyvin pienellä jaksollisuudella. Fononihilan valmistukseen piinitridille (SiN) käytettiin kahta eri menetelmää. Ensimmäisessä menetelmässä käytettiin alumiinioksidikalvoa (Al2O3) kovana maskina etsausprosessissa. Toisessa menetelmässä käytettiin ainoastaan positiivista resistiä maskina. Alumiinioksidimaski mahdollistaa ohuemman maskikerroksen kuin resisti, mikä parantaa etsausaineen pääsyä substraatin pinnalle. Molemmilla menetelmillä valmistettiin useita näytteitä, joiden hilavakiot vaihtelivat välillä 200–350 nm. 280 nm hilavakiolla täyttösuhde oli 46 %. Täyttösuhteen havaittiin kasvavan suuremmilla hilavakioilla. Alumiinioksidimaskilla valmistetut näytteet etsaantuivat liikaa, mikä johti hilarakenteen poistumiseen. Sen sijaan resistimaskilla valmistetut näytteet onnistuivat hyvin, ja niissä havaittiin suorat seinämät ja vähäinen pinnan karheus.