Тонкопленочное покрытие из нитрида титана ниобия

Покрытия с согласованным импедансом используются в поглотителях для передачи излучения среднего и дальнего инфракрасного (ИК) излучения на сверхчувствительный болометрический детектор, подвешенный на ультратонкой диэлектрической мембране. Для обеспечения адекватной чувствительности болометрический детектор должен иметь низкую теплоемкость. Кроме того, для достижения оптимального отношения сигнал/шум желательна спектральная фильтрация падающего излучения.

Обычные подходы к покрытиям поглотителей подвержены старению, что снижает переходную оптическую эффективность прибора. Кроме того, обычные поглощающие покрытия обладают высокой теплоемкостью, что влияет на работу низкофоновых криогенных детекторов. Обычные поглощающие покрытия также являются реакционноспособными в коротковолновом диапазоне, что, соответственно, снижает эффективность их связи. Кроме того, некоторые тонкопленочные поглощающие покрытия имеют чрезвычайно высокое внутреннее напряжение, которое может привести к разрыву или изгибу диэлектрических мембран.

Тонкопленочное покрытие ниобий-титан-нитрид (NbTiN), разработанное в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, может оптически направлять свет на болометрический детектор, подвешенный на ультратонкой диэлектрической мембране. Покрытие также может отфильтровывать низкочастотные спектральные компоненты, которые могут увеличить фотонно-ограниченный шум детектора.

Тонкопленочные покрытия NbTiN изготавливаются на диэлектрических подложках с использованием специального процесса совместного реактивного напыления. Используются два различных источника распыления, в которых один источник содержит мишень для распыления ниобия, а другой содержит мишень для распыления титана. Ниобий и титан осаждаются в богатой азотом среде.

Покрытие NbTiN можно использовать, нанося его на одну сторону сверхтонкой кремниевой мембраны, и оно имеет четко определенные требования к оптическому импедансу для конкретного применения — покрытие NbTiN также можно наносить на некремниевые мембраны. Покрытие NbTiN имеет низкое собственное напряжение, что делает его механически совместимым с интеграцией в ультратонкие диэлектрические мембраны. Покрытие обладает оптическим импедансом, необходимым для высокой оптической эффективности поглощения. Кроме того, покрытие имеет очень низкую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, что позволяет ему отфильтровывать излучение на определенных частотах.

Покрытие NbTiN особенно полезно для применения в сверхчувствительных криогенных болометрических детекторах и может быть изготовлено воспроизводимым способом, не усложняя процесс изготовления архитектуры детектора.

НАСА активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем НАСА по лицензированию:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. или позвоните нам по телефону 202-358-7432, чтобы начать обсуждение лицензирования. Перейдите по этой ссылке здесь для получения дополнительной информации.