Высокопроизводительное тонкопленочное покрытие Ниобий-Титан-Нитрид для поглотителей ИК-детекторов

Согласованные по импедансу покрытия используются для поглотительских применений для связи средне- и дальнеинфракрасного (ИК) излучения с ультрачувствительным болометрическим детектором, подвешенным на ультратонкой диэлектрической мембране. Для обеспечения адекватной отзывчивости болометрический детектор должен иметь низкую теплоемкость. Кроме того, для достижения оптимального соотношения сигнал/шум желательна спектральная фильтрация падающего излучения.

Традиционные подходы для поглотительских покрытий подвержены старению, что препятствует переходной оптической эффективности прибора. Кроме того, традиционные поглотительские покрытия имеют высокую теплоемкость, влияющую на производительность низкофоновых криогенных детекторов. Традиционные поглотительские покрытия также реагируют в коротковолновом пределе, что соответственно снижает их эффективность связи. Кроме того, некоторые тонкопленочные поглотительские покрытия имеют экстремально высокое внутреннее напряжение, которое может вызывать разрыв или изгиб диэлектрических мембран.

Тонкопленочное покрытие Ниобий-Титан-Нитрид (NbTiN), разработанное в Научном центре полетов Годдард NASA, может оптически связывать свет с болометрическим детектором, подвешенным на ультратонкой диэлектрической мембране. Покрытие также может фильтровать низкочастотные спектральные компоненты, которые увеличили бы фотонно-ограниченный шум детектора.

Тонкопленочные покрытия NbTiN изготавливаются на диэлектрических субстратах с использованием специализированного реактивного спуттеринга совместного осаждения. Используются два разных источника спуттеринга, в которых один источник содержит ниобиевую мишень для спуттеринга, а другой — титановую мишень для спуттеринга. Ниобий и титан осаждаются в азотной среде.

Покрытие NbTiN может использоваться, осаждая его на одну сторону ультратонкой кремниевой мембраны и имея четко определенное оптическое импедансное требование для конкретного приложения — покрытие NbTiN может осаждаться и на некремниевые мембраны. Покрытие NbTiN имеет низкое внутреннее напряжение, что делает его механически совместимым с интеграцией на ультратонкие диэлектрические мембраны. Покрытие обладает оптическим импедансом, необходимым для высокой оптической эффективности поглощения. Кроме того, покрытие имеет очень низкую сверхпроводящую переходную температуру, что позволяет ему фильтровать излучение на определенных частотах.

Покрытие NbTiN особенно полезно для применений ультрачувствительных криогенных болометрических детекторов и может быть изготовлено воспроизводимым способом, не усложняя процесс фабрикации архитектур детекторов.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с Консьержем по лицензированию NASA по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или позвоните по телефону 202-358-7432 для начала лицензионных переговоров. Перейдите по этой ссылке здесь  для получения дополнительной информации.