UV-Polarisatoren für Wellenlängen von 150 bis 250 nm auf der Basis von Exzitonerzeugung in dielektrischen Materialien (PolEx)

• Antragstellerin: Professorin Dr. Stefanie Kroker
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 287542364

Der vakuumultraviolette (VUV) Spektralbereich spielt in der optischen Bildgebung und Analytik eine bedeutende Rolle, zum Beispiel in der Lithographie, Spektroskopie und Ellipsometrie. Dabei ermöglicht die Polarisationskontrolle des Lichtes eine verbesserte Abbildungsqualität und bietet Zugang zu vielfältigen materialspezifischen Informationen auf Größenskalen bis hinunter zur atomaren Ebene. Großflächige und gleichzeitig gut integrierbare optische Polarisatoren mit einer hohen Justagetoleranz würden die Entwicklung von miniaturisierten VUV-Instrumenten stark befördern. Derartige Instrumente sind beispielsweise im Gebiet der satellitenbasierten Fernerkundung von Interesse. Konventionell werden zur Polarisationskontrolle im sichtbaren und infraroten Spektralbereich nanooptische metallbasierte Drahtgitterpolarisatoren genutzt. Die Polarisationseigenschaften dieser Elemente nehmen jedoch bei Wellenlängen unterhalb von 250 nm - und damit im VUV - stark ab. Ziel des Projektes ist es, den Anwendungsbereich nanooptischer Polarisatoren bis zu einer Wellenlänge von 150 nm auszuweiten. Zu diesem Zweck wird die Entwicklung von Gitterpolarisatoren auf der Basis von Exzitonenerzeugung in künstlichen dielektrischen Materialien vorgeschlagen. Dielektrika mit maßgeschneiderten elektronischen Bandlücken sind für die Entwicklung dieser Elemente besonders vielversprechend. Neben grundlegenden Untersuchungen von Materialien soll der Forschungsschwerpunkt auf der Entwicklung neuartiger segmentierter Gitterstrukturen liegen. Ziel der Segmentierung ist die Realisierung von UV-Polarisatoren mit einzigartiger Multispektralfunktion. Es wird erwartet, dass die im Rahmen dieses Projektes realisierten Nanostrukturen Polarisationseigenschaften erreichen werden, die mit konventionellen Drahtgitterpolarisatoren derzeit ausschließlich im sichtbaren und infraroten Spektralbereich zugänglich sind. Aufgrund ihrer spektralen Breitbandigkeit und Toleranz gegenüber Fehlausrichtung werden sie von hohem Nutzen in kompakten VUV-Ellipsometern bzw. polarisationsaufgelösten Bildgebungssystemen sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen