Durch thermische Verdampfung verstärkte Atomlagenabscheidung für Spiegelbeschichtungen und Bandpassfilter im fernen Ultraviolett

Dr. Robin Rodriguez, JPL-Postdoktorand

Donnerstag, 15. Dezember um 11:00 Uhr (PT) über WebEx

Abstrakt: Aluminium ist das einzige reflektierende Metall, das eine breite Reaktion im ultravioletten/sichtbaren/nahen Infrarotbereich bietet, was es für den Einsatz in allen optischen Systemen im fernen Ultraviolett (FUV, 90–200 nm) äußerst relevant macht. Allerdings ist Aluminium sehr reaktiv und anfällig für Oxidation, was seine Leistung im FUV einschränken kann. Metallfluoridbeschichtungen wie MgF2, LiF und AlF3 sind UV-transparente Materialien, die Aluminium vor Oxidation schützen können, was für die Erzielung der gewünschten optischen Eigenschaften im FUV von entscheidender Bedeutung ist. Daher ist es wünschenswert, die Aluminiumoberfläche zu schützen, bevor sie oxidieren kann. Wir berichten über die Entwicklung eines maßgeschneiderten, von JPL gebauten Dünnschichtabscheidungsreaktors, der die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) von Aluminium durch thermische Verdampfung und die Atomlagenabscheidung (ALD) von Metallfluoriden im selben Vakuumsystem durchführen kann. Die sequentielle Kombination beider Abscheidungstechniken ohne Unterbrechung des Vakuums könnte die Leistung von UV-Instrumenten verbessern, die Aluminium verwenden. Wir berichten auch über die Entwicklung von FUV-Bandpass-Metalldielektrischen Filtern (MDFs) und UV-Spiegelbeschichtungen unter Verwendung der oben genannten Verfahren. MDFs wurden auf ladungsgekoppelten Si-Bauelementen (CCDs, von Teledyne e2v) hergestellt, die im FUV-Kanal des Star-Planet Activity Research CubeSat (SPARCS) verwendet werden. Ähnliche MDFs werden direkt in SRI-Komplementärmetalloxid-Halbleiterdetektoren (CMOS) für den FUV-Kanal des Ultraviolet Explorer (UVEX) integriert. Schließlich wurden ultradünne ALD-MgF2-Beschichtungen auf LiF-beschichteten Al-Spiegeln abgeschieden, die in den Supernova-Überresten und Proxies for Reionization Integrated Testbed Experiment (SPRITE) CubeSat verwendet werden. Diese MgF2-Deckschicht verleiht dem Spiegel eine verbesserte Umweltstabilität und vernachlässigbare Reflexionsverluste. Dieselbe MgF2-Deckschicht wird auf LiF-beschichteten Al-Spiegeln für eine Astrophysics Pioneers-Mission namens Aspera verwendet.

Über den Sprecher: Robin Rodríguez ist JPL-Postdoktorand in der Gruppe „Advanced Detectors and Nanomaterials“ der Abteilung „Microdevice and Sensor Systems“. Er schloss 2015 einen BS in Maschinenbau an der Universität von Puerto Rico, Mayagüez, und 2021 einen MSE und Ph.D. in Maschinenbau an der University of Michigan ab. Während seines Doktoratsstudiums entwarf und baute Robin einen Atomlagenabscheidungsreaktor (ALD). für die Dünnschichtverarbeitung. Am JPL hat Robin an der Aktualisierung und Automatisierung eines vom JPL gebauten, maßgeschneiderten TE-ALD-Reaktors (Thermal Evaporation Enhanced Atomic Layer Deposition) gearbeitet, der Aluminium- und Metallfluorid-Abscheidungsprozesse innerhalb desselben Vakuumsystems ermöglichen wird. Darüber hinaus nutzt er sein Fachwissen über Dünnschichtbeschichtungsprozesse und Charakterisierungstechniken, um Filterbeschichtungen und schützende Spiegelbeschichtungen für fortschrittliche Fern-Ultraviolett-Detektoren (FUV) bzw. Aluminiumspiegel zu untersuchen und zu entwickeln.

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