奈米薄膜

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奈米材料及奈米技術隨著科技發展不斷受到重視，最主要的原因在於奈米材料廣泛而深遠的影響層面。一方面現有的理論基礎不足涵蓋奈米材料的完整發展，另一方面來自物理、化學、生物醫藥領域的激盪及整合，提供相當大的助益。其中物理方面著重於奈米製造、材料檢測技術與原子操縱(Atom Manipulation)；化學方面則提供由小而大、由下而上(Bottom Up)的組裝方式、各式化學方法合成奈米材料；生物方面主要提供是仿生(biomimetic)概念與生物製造工程的奈米材料合成技術。

  p! U  k5 {3 H* ]  @8 ~) H, \4 L1 H在光學薄膜製程中，傳統的薄膜技術已非常成熟，且應用廣泛，然而光學薄膜在奈米尺度下之特性，卻是近幾年來由於製程技術進步後才逐漸為人所探討，有人相信到二O一O年左右，以矽為材料的微米級電子電路技術將走到盡頭，奈米光波導將成為替代部分矽和其他半導體材料的最佳材料，可以開發出比現在傳輸速度與密度高五十倍至一百倍以上，且省能效益高五十倍至一百倍的通訊或運算設備，而其中光學薄膜在奈米尺度下之特性研究成為非常重要的關鍵因素。

目前在積體光學技術所能製造的光學元件，多為一些電光、聲光調變器、光分離器、分工/解分工器等，然而若要達成全光式、多元件的積體光學器件就缺少不了奈米光學薄膜元件，而此類元件最引人注目的便是，結合微影技術與薄膜技術的光子晶體（photonic crystals）。光子晶體的共通特性在於能夠使光類似於電子在半導體中一般，經由適當的設計而得到一光子能帶。一般光子晶體依照光子能帶的方向特性可分為兩類，即Uni-directional與Omni-directional。一個uni-directional光子能帶僅能夠使某特定傳播方向的光波被抑制其傳播特性，而omni-directional光子能帶能夠使各個傳播方向上的光模態皆被抑制其傳播特性，因此我們可以藉由結構上的設計使光皆被反射，產生零能量穿透。
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除了光子晶體外，光學薄膜在奈米等級的尺度下，在金屬薄膜上製作奈米級的週期性孔洞時，當入射光的光波長大於孔洞的週期時，入射的零階光有和平常不一樣的高穿透率，並且沒有繞射現象的發生。此類光學元件主要應用金屬之表面電漿特性，產生完全不同於傳統光學理論的特性，亦不同於光子晶體的特性的一種新型態的表面電漿元件。
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4 |* K& O  g2 m以上兩類元件，不論是光子晶體或是表面電漿元件，都需要奈米等級的精密微影、蝕刻技術及光學薄膜技術。因此，以薄膜技術為基礎並配合微影製程技術，以及薄膜特性分析技術等，才能了解光學薄膜在奈米等級的尺度下各項特性，以提供奈米光學薄膜技術應用於積體光學領域的發展以及應用。

anguangdi

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