DE602005000028T2

DE602005000028T2 - Verfahren zur Abscheidung eines Musters aus photonischen Kristallen und Verfahren zur Herstellung von 3-dimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur

Info

Publication number: DE602005000028T2
Application number: DE602005000028T
Authority: DE
Inventors: Il-kwon Mangfo-dongPaldal-gu Suwon-si Moon; Sang-hoon Giheung-eub Yongin-si Shin; Suk-han Yongin-si Lee; Jong-Ho Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: US20070182038A1; KR20050082515A; US7215456B2; DE602005000028D1; KR100594804B1; US7298544B2; EP1569019B1; US20050185254A1; EP1569019A1; JP2005234585A; JP3854620B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung selbstformierter kolloidaler photonischer Kristalle auf einer ausgewählten Fläche eines Substrats oder zur Herstellung selbstformierter kolloidaler photonischer Kristalle mit verschiedenen Durchmessern auf diesem Substrat unter Nutzung eines elektrischen Feldes und ein Verfahren zum Erzeugen von dreidimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur, die die durch das Strukturbildungsverfahren ausgebildeten selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalle nutzen.
Photonische Bandlückenstrukturen in aus Dielektrika bestehenden photonischen Kristallen mit einer dreidimensionalen Periodizität sind Gegenstand zunehmenden Interesses. Die photonischen Bandlückenstrukturen sind auf verschiedene elektrooptische Geräte, wie zum Beispiel Mikrolaser, Filter, Hochleistungs-LEDs, optische Schalter, verlustarme Wellenleiter usw., hochgradig anwendbar. Anfänglich wurde eine dreidimensionale photonische Bandlücke in einem Mikrowellenbereich durch das Bereitstellen von Periodizität an die Dielektrizitätskonstante einer dielektrischen Luftstruktur durch Herstellen kleiner Löcher in einer Parallelrichtung in einem Siliziumwafer oder durch Schichtung von stabförmigen Dielektrika in Stapeln verwirklicht. Jedoch konnten in den Wellenlängenbreichen von Infrarotstrahlen und von sichtbarem Licht nur zweidimensionale photonische Bandlücken gebildet werden. Dies deshalb, weil es wegen der Notwendigkeit zum Verkleinern des Ätzraumes sehr schwierig war, eine dreidimensionale photonische Bandlücke zu bilden. In letzter Zeit wurden Untersuchungen in Bezug auf Verfahren mit selbstformierten Kügelchen (Kolloiden) mit einem Durchmesser von mehreren hundert Nanometern (nm) durchgeführt.
Speziell wurden mehrere Verfahren zur Herstellung selbstformierter kolloidaler photonischer Kristalle untersucht. Eines der am häufigsten angewendeten Verfahren ist ein Tauchbeschichtungsverfahren zur Herstellung photonischer Kristalle, das die zwischen einem kolloidalen Fluid, einem Substrat und den kolloidalen Teilchen ausgeübte Kapillarkraft nutzt. Dieses Tauchbeschichtungsverfahren ist in der Ausführung einfach und kann photonische Kristalle mit einer hohen Kristallisation in einem weiten Bereich bilden. Jedoch ist es schwierig, die kolloidalen Teilchen gezielt zu steuern, und viele Halbleiterverfahren, wie beispielsweise die Lithografie, sind zum Ausbilden des Musters des photonischen Kristalls erforderlich. Im Fall des Bildens des photonischen Kristalls mit verschiedenen Arten von kolloidalen Teilchen oder mit kolloidalen Teilchen von verschiedener Größe ist zusätzlich eine Maske erforderlich. Auch in dem Fall des Bildens von kolloidalen photonischen Kristallen, die drei oder mehr Arten von kolloidalen Teilchen oder kolloidale Teilchen mit drei oder mehr Größen verwenden, wird der Herstellungsprozess kompliziert und kann nur begrenzt geplant werden.
Das am häufigsten angewendete Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern, die photonische Kristalle verwenden, umfasst das Bilden einer Übertragungsleitung von zweidimensionalen photonischen Kristallen durch periodisches Ätzen feiner Löcher auf einem Siliziumsubstrat. Der zweidimensionale photonische Kristall hat eine Bandlücke und weist daher in einer zweidimensionalen Bewegungsrichtung des Lichts keinen optischen Verlust auf, leidet jedoch in anderen Bewegungsrichtungen des Lichts unter optischem Verlust.
Hingegen kann, da ein dreidimensionaler photonischer Kristall mit inverser Opalstruktur in jeder dreidimensionalen Richtung eine photonische Bandlücke hat, ein Wellenleiter, der diese dreidimensionalen photonischen Kristalle verwendet, im Vergleich mit einem zweidimensionalen photonischen Kristall, diesen optischen Verlust größtenteils reduzieren. Die Herstellung eines Wellenleiters mit der dreidimensionalen photonischen Bandlücke fordert eine hochwertige Ätztechnik, wie zum Beispiel die Elektrostrahl-Lithografie, hohe Herstellungskosten und erhebliche Fertigungszeiten und es ist schwierig, den Wellenleiter in einem großen Bereich zu implementieren.
Infolgedessen besteht ein großer Bedarf für und ein großes Interesse an einem Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit einer inversen Opalstruktur durch Selbstformierung der kolloidalen Teilchen, das die Fertigung eines photonischen Kristalls in einem großen Bereich einfach ermöglicht.
Herkömmliche Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur weisen folgende Nachteile auf: Erstens weist das Verfahren, das in „Multi-Photon Polymerization of Waveguide Structures within Three-Dimensional Photonic Crystals", Advanced Materials, Band 14, 2003, Seiten 271–294 von W. Lee et al. beschrieben ist, Probleme auf Grund von Material- und Flächenbegrenzungen auf.
Zweitens weist auch das in „Micromolding of Three-Dimensional Photonic Crystals on Silicon Substrats", Nanotechnology, Band 14, 2003, Seiten 323–326 von P. Ferrand et al. beschriebene Verfahren dahingehend Probleme auf, dass sein Prozess kompliziert ist und dass die Kristalle während eines artifiziellen Anschichtens der photonischen Kristalle gebrochen werden, wobei Risse auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung selbstformierter photonischer Kristalle bereitgestellt, das die Schritte des voneinander getrennten Abscheidens einer ersten und einer zweiten leitenden Schicht auf einer Fläche, die einem Muster der selbstformierten Photonischen Kristalle entspricht, die auf einem Substrat und auf einer weiteren Fläche, außer der Fläche, die dem Muster entspricht, gebildet werden sollen, und des Züchtens der Photonischen Kristalle auf dem Substrat, auf dem die erste und die zweite leitende Schicht abgeschieden sind, durch Tauchbeschichten in einem Fluid, das kolloidale Teilchen enthält, während eine Gleichspannung an die entsprechende erste und zweite leitende Schicht angelegt wird, umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist ausgelegt, um die oben genannten Nachteile und andere mit den oben beschriebenen konventionellen Anordnungen verbundene Probleme zu lösen. Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung selbstformierter photonischer Kristalle durch das Steuern feiner kolloidaler Teilchen unter Verwendung von mit Mustern versehenen Elektroden ohne Verwenden einer Maske und Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern aus dreidimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen inverser Opalstruktur mit einer photonischen Bandlücke in jeder Bewegungsrichtung des Lichts unter Verwendung des Verfahrens zum Ausbilden einer Struktur bereit.
Eine Spannung zur Ausübung einer Anziehungskraft gegen die Ladung der kolloidalen Teilchen wird bevorzugt an die erste leitende Schicht angelegt, auf der die selbstformierte kolloidale Struktur ausgebildet wird, und eine Spannung zur Ausübung einer Abstoßungskraft gegen die Ladung der kolloidalen Teilchen wird an die zweite leitende Schicht angelegt.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur bereit, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Bilden, auf dem Substrat, eines ersten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, der einen Hohlraum hat, der auf dem oberen Teil der ersten leitenden Schicht geschaffen ist, wobei der erste photonische Kristall aus ersten kolloidalen Teilchen und ersten Nanoteilchen besteht, und wobei der Schritt des Bildens (b) die Tauchbeschichtung in einem Fluid, das kolloidale Teilchen und Nanoteilchen enthält, umfasst, während die Polaritäten einer an die jeweils erste und zweite leitende Schicht angelegten Spannung gesteuert werden, (c) Bilden, im Bereich des Hohlraums, eines zweiten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, bestehend aus zweiten kolloidalen Teilchen und zweiten Nanoteilchen, die sich von den ersten kolloidalen Teilchen und Nanoteilchen unterscheiden, (d) Bilden eines photonischen Kristalls, bestehend aus den ersten kolloidalen Teilchen und den ersten Nanoteilchen, auf den ersten und zweiten photonischen Kristallen, (e) Bilden einer optischen Übertragungsleitung, die einen Hohlraum darstellt, indem der zweite Photonische Kristall, bestehend aus den zweiten kolloidalen Teilchen und den zweiten Nanoteilchen, entfernt wird, und (f) Entfernen der ersten kolloidalen Teilchen, die den ersten Photonischen Kristall bilden.
Bevorzugt kann der Schritt (b) die folgenden Schritte umfassen: (b-1) Bilden des ersten Photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer vorgegebenen Dicke durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben und Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben, und (b-2) Bilden des ersten Photonischen Kristalls zwischen den Photonischen Kristallen, die auf der zweiten leitenden Schicht in Schritt (b-1) mit einer Dicke gebildet werden, die um eine Dicke der optischen Übertragungsleitung geringer ist als die der Photonischen Kristalle, die in Schritt (b-1) gebildet werden.
Bevorzugt kann der Schritt (b) die folgenden Schritte umfassen: (b-1') Bilden des ersten Photonischen Kristalls auf dem gesamten Substrat mit einer vorgegebenen Dicke, und (b-2') Bilden des ersten Photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer Dicke, die einer Dicke der optischen Übertragungsleitung entspricht, durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und durch Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben.
Bevorzugt werden entsprechende Teilchen in den Schritten (e) und (f) unter Verwendung von sowohl thermischen als auch chemischen Verfahren zum Entfernen oder nur eines Verfahrens davon entfernt.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur bereit, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Bilden einer ersten leitenden Schicht entsprechend einem Muster einer optischen Übertragungsleitung, die auf einem Substrat gebildet werden soll, und zweiter leitender Schichten, die an beiden Enden der ersten leitenden Schicht getrennt von der ersten leitenden Schicht angeordnet sind, (b) Bilden, auf dem Substrat, eines ersten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, bestehend aus ersten kolloidalen Teilchen, um einen Hohlraum auf einem oberen Teil der ersten leitenden Schicht zu schaffen, (c) Bilden, in dem Hohlraum, eines zweiten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, bestehend aus zweiten kolloidalen Teilchen, (d) Bilden eines aus dem ersten kolloidalen Teilchen bestehenden photonischen Kristalls auf dem ersten und dem zweiten photonischen Kristall, (e) Bilden einer optischen Übertragungsleitung, die einen Hohlraum darstellt, indem der zweite Photonische Kristall entfernt wird, (f) Füllen der Hohlräume in dem ersten photonischen Kristall und des Hohlraums der optischen Übertragungsleitung mit einem vorgegebenen Material und (g) Entfernen der ersten kolloidalen Teilchen.
Bevorzugt kann der Schritt (b) die folgenden Schritte umfassen: (b-1) Bilden des ersten photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer vorgegebenen Dicke durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben, und (b-2) Bilden des ersten photonischen Kristalls zwischen den photonischen Kristallen, die auf der zweiten leitenden Schicht in Schritt (b-1) gebildet werden, mit einer Dicke, die um eine Dicke der optischen Übertragungsleitung geringer ist als die der photonischen Kristalle, die in Schritt (b-1) gebildet werden.
Alternativ kann der Schritt (b) die folgenden Schritte umfassen: (b-1') Bilden des ersten photonischen Kristalls auf dem gesamten Substrat mit einer vorgegebenen Dicke und (b-2') Bilden des ersten photonischen Kristalls. auf der zweiten leitenden Schicht mit einer Dicke, die einer Dicke der optischen Übertragungsleitung entspricht, durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und durch Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben.
Bevorzugt werden entsprechende Teilchen in den Schritten (e) und (f) unter Verwendung von sowohl thermischen als auch chemischen Verfahren zum Entfernen oder nur eines Verfahrens davon entfernt.
Bevorzugt kann in dem Schritt (f) ein Polymer als das spezifizierte Material verwendet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben beschriebenen Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch das Beschreiben bestimmter Ausführungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen verständlicher, wobei in den Zeichnungen
1 eine Querschnittsansicht eines selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalls ist, der nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezielt auf einer ausgewählten Fläche, die auf einem Substrat als Muster ausgebildet ist, gebildet ist,
2 eine Ansicht ist, die ein Verfahren zum Bilden des in der 1 gezeigten selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalls zeigt,
3A bis 3G Ansichten sind, die in Reihenfolge einen Herstellungsprozess des dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen, 4A bis 4H Ansichten sind, die in Reihenfolge einen Herstellungsprozess des dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen, 5A bis 5H Ansichten sind, die in Reihenfolge einen Herstellungsprozess des dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen, und 6A bis 6H Ansichten sind, die in Reihenfolge einen Herstellungsprozess des dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN ÄUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen bestimmte Ausführungen ausführlicher beschrieben.
Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht als darauf beschränkt interpretiert werden.
In der folgenden Beschreibung werden in verschiedenen Zeichnungen für dieselben Elemente dieselben Referenzziffern verwendet. Die folgende ausführliche Beschreibung wird bereitgestellt, um ein umfassendes Verstehen der Erfindung zu unterstützen. Wie offensichtlich, kann die vorliegende Erfindung auch ausgeführt werden, ohne auf einen solchen Aufbau beschränkt zu sein. Außerdem werden wohlbekannte Funktionen oder Anordnungen nicht detailliert beschrieben, da derartige Beschreibungen die vorliegende Erfindung unnötig verschleiern würden.
Die 1 ist eine Querschnittsansicht eines selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalls, der gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung gezielt auf einem bestimmten Bereich, der als Muster auf einem Substrat ausgebildet ist, gebildet ist.
Bezug nehmend auf die 1, werden eine erste leitende Schicht 21 getrennt von einer zweiten leitenden Schicht 22, die ein bestimmtes Muster aufweisen, auf einem Substrat 10 gebildet und nur auf der ersten leitenden Schicht 21 wird ein selbstformierter kolloidaler photonischer Kristall 30 gebildet.
Entsprechend dem Verfahren zur Herstellung der selbstformierten kolloidalen Struktur wird eine Position, in der der selbstformierte kolloidale photonische Kristall gebildet wird, gezielt bestimmt, indem die zwischen den kolloidalen Teilchen, die eine Polarität und Elektroden, d. h. leitende Schichten, aufweisen, ausgeübte Anziehungskraft oder Abstoßungskraft durch das Anlegen einer Spannung an die leitenden Schichten, die in dem bestimmten Muster gebildet sind, gesteuert wird. Unter Verwendung dieses Verfahrens, wie in der 1 dargestellt, kann der selbstformierte kolloidale photonische Kristall 30 nur in dem bestimmten Teil, d.h. in der ersten leitenden Schicht 21, des Substrats 10 gebildet werden.
Die 2 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Bilden des selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalls 30 mit der bestimmten Struktur durch ein durch die Elektroden 21 und 22 gebildetes Feld, das als Muster auf dem Substrat 10 ausgebildet ist, und ein Tauchbeschichtungsverfahren erklärt.
Im Wesentlichen wird zum Züchten des selbstformierten. kolloidalen photonischen Kristalls 30 ein Tauchbeschichtungsverfahren angewendet, das eine zwischen einem kolloidalen Fluid 40, dem Substrat 10 und den kolloidalen Teilchen ausgeübte Kapillarkraft nutzt. Die erste und die zweite leitende Schicht 21 und 22, mit dem wie in der 2 dargestellten Muster, werden auf dem Substrat 10 mit einer bestimmten Dicke abgeschieden. Das Substrat 10, auf dem die erste und die zweite leitende Schicht 21 und 22 gebildet sind, wird vertikal in das kolloidale Fluid, in dem die kolloidalen Teilchen dispergiert sind, getaucht und dann langsam in einer vertikalen Richtung angehoben. Dieser Vorgang führt zum Bilden des selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalls 30 auf dem Substrat 10, auf dem die erste und die zweite leitende Schicht 21 und 22 durch die zwischen dem kolloidalen Fluid, dem Substrat 10 und den kolloidalen Teilchen ausgeübte Kapillarkraft gebildet werden.
In diesem Fall wird durch Anlegen einer Gleichstromspannung 50 über die erste und die zweite leitende Schicht, d.h. über die Metallplatten 21 und 22, die erste Metallplatte 21, die dem Bereich entspricht, in dem der selbstformierte kolloidale photonische Kristall gebildet wird, eine positive Elektrode und die zweite Metallplatte 22 bildet eine negative Elektrode. Durch das langsame Ziehen des Substrats in der vertikalen Richtung zieht die positive Elektrode 21 die kolloidalen Teilchen 42 mit negativen Ladungen an und infolgedessen wird der selbstformierte kolloidale photonische Kristall 30 auf der positiven Elektrode 21 gebildet. Im Gegensatz dazu stößt die negative Elektrode 22 die kolloidalen Teilchen 42 mit negativen Ladungen ab und infolgedessen wird auf der negativen Elektrode 22 kein selbstformierter kolloidaler photonischer Kristall gebildet.
Das kolloidale Fluid kann eine Lösung sein, die durch Dispergieren kolloidaler Teilchen 42, wie zum Beispiel Quarz oder Polystyrol, mit Durchmessern von mehreren hundert Nanometern (nm) in einem Lösungsmittel 41, wie zum Beispiel Wasser oder Alkohol, gewonnen wird. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der selbstformierte kolloidale photonische Kristall 30 unter Verwendung von Wasser 41, das 0,3 Gewichtsprozent kolloidale Polystyrol-Teilchen 42 mit einer negativen Polarität und einem Durchmesser von ungefähr 300 nm enthält, nur auf der positiven Elektrode 21 in einer Breite von 300 μm gebildet.
Außerdem können durch das Wiederholen der oben beschriebenen Tauchbeschichtung, während auf die Elektroden mehrerer Muster, die dem Teil entsprechen, in dem der selbstformierte kolloidale photonische Kristall zu bilden ist, eine Spannung angelegt wird, verschiedene Arten selbstformierter kolloidaler photonischer Kristalle mit verschiedenen Größen auf demselben Substrat gebildet werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Wellenleiters aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß der zweiten bis vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt.
Die 3A bis 3G sind Ansichten, die in Reihenfolge den Herstellungsprozess von Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen. Die 4A bis 4G sind Ansichten, die in Reihenfolge den Herstellungsprozess von Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Verfahren zur Herstellung gemäß der zweiten und der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung stellen einen Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit einer optischen Übertragungsleitung, die unter Verwendung von unterschiedlichen Arten kolloidaler Teilchen C₁ und C₂ und unterschiedlichen Nanoteilchen N1 und N₂ einen hohlen (leeren) Raum im Innern des photonischen Kristalls bildet, bereit.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 3A bis 3G das Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt.
In der 3A werden eine erste leitende Schicht 120 mit einem Muster, die einem Teil entspricht, auf dem eine optische Übertragungsleitung gebildet wird, und zweite leitende Schichten 110a und 110b, angeordnet an beiden Enden der ersten leitenden Schicht 120 und getrennt von dieser, auf dem Substrat 100 abgeschieden.
Wenn das Substrat 100 vertikal in ein kolloidales Fluid A (in dem kolloidale Teilchen (C₁) 132 und Nanoteilchen (N₁) 134, die dieselbe Ladung, jedoch unterschiedliche thermische oder chemische Eigenschaften aufweisen, in einem richtigen Verhältnis in einem Lösungsmittel gemischt sind) getaucht wird und dann bei konstanter Geschwindigkeit gezogen wird, um Tauchbeschichtung durchzuführen, wird eine Spannung zum Ausüben einer Abstoßungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 132 und die der Nanoteilchen (N₁) 134 an die erste leitende Schicht 120 angelegt und eine Spannung zum Ausüben einer Anziehungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 132 und die der Nanoteilchen (N₁) 134 an die zweiten leitenden Schichten 110a und 110b angelegt. Dementsprechend werden photonische Kristalle mit Opalstruktur dadurch gebildet, dass kolloidale Selbstformierung nur auf den zweiten leitenden Schichten 110a und 110b stattfindet und die Nanoteilchen (N₁) 134 in die Hohlräume zwischen den kolloidalen Teilchen (C₁) 132 eindringen, um die photonischen Kristalle 130a und 130b mit Opalstruktur zu bilden, in denen der Leerraum mit den Nanoteilchen (N₁) gefüllt ist, wie in der 3B dargestellt.
Anschließend, wenn an dem Sample in der 3B die Tauchbeschichtung unter Verwendung desselben Fluids A erneut durchgeführt wird, dienen die auf den zweiten leitenden Schichten 110a und 110b gebildeten photonischen Kristalle 130a und 130b als ein Kanal und nur zwischen den photonischen Kristallen 130a und 130b, die auf den zweiten leitenden Schichten 110a und 110b gebildet sind, wird ein photonischer Kristall 140 gebildet, wie in der 3C dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dicke des wie oben beschrieben gebildeten photonischen Kristalls angepasst, um kleiner als die in der 3B dargestellte zu sein, indem die Konzentration des kolloidalen Fluids im Vergleich zu der, die in dem Prozess der 3B verwendet wurde, reduziert wird oder indem die Ziehgeschwindigkeit des Substrats im Vergleich zu der, die in dem Prozess in der 3B verwendet wurde, erhöht wird. Hierbei entspricht der Dickenunterschied der Dicke der zu bildenden optischen Übertragungsleitung.
Anschließend wird an dem Sample der 3C Tauchbeschichtung durchgeführt, wobei ein kolloidales Fluid verwendet wird, in dem die kolloidalen Teilchen (C₁) 132 und die Nanoteilchen (N₁) 134 und kolloidale Teilchen (C₂) 152 und Nanoteilchen (N₂) 154 mit thermischen oder chemischen Eigenschaften, die von denen der kolloidalen Teilchen (C₁) 132 und Nanoteilchen (N₁) 134 verschieden sind, im richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind. Im Ergebnis sind photonische Kristalle 130a, 130b und 150 mit einer Struktur gebildet, in der zwei Arten von kolloidalen Teilchen 132 und 152 und zwei Arten von Nanoteilchen 134 und 154 gemischt sind, wie in der 3D gezeigt.
Durch das erneute Durchführen der Tauchbeschichtung an dem Sample in der 3D, wobei das kolloidale Fluid B, wie in dem Prozess in der 3C gezeigt, verwendet wird, wird auf der gesamten Fläche des Samples der 3D ein photonischer Kristall 160 mit einer bestimmten Dicke gebildet (siehe 3E).
Anschließend wird, durch das Entfernen der kolloidalen Teilchen (C₂) 152 und der Nanoteilchen (N₂) 154 unter Verwendung eines thermischen oder chemischen Verfahrens, das die kolloidalen Teilchen (C₂) 152 und die Nanoteilchen (N₂) 159 entfernen kann, das jedoch auf die kolloidalen Teilchen (C₁) 132 und auf die Nanoteilchen (N₁) 134 nicht einwirkt, eine optische Übertragungsleitung 170 leeren Raumes im Innern des photonischen Kristalls gebildet, wie in der 3F gezeigt.
Schließlich wird, durch das Entfernen der kolloidalen Teilchen (C₁) 132 unter Verwendung eines thermischen oder chemischen Verfahrens, das die kolloidalen Teilchen (C₁) 132 aus dem Sample der 3F entfernen kann, das jedoch auf die Nanoteilchen (N₁) 134 nicht einwirkt, ein dreidimensionaler Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit einer inversen Opalstruktur 180 gebildet, der die optische Übertragungsleitung 170, die aus einem Hohlraum besteht, enthält.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 4A bis 4G das Verfahren zur Herstellung der Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur 280 gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt.
Eine erste leitende Schicht 220 mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem eine optische Übertragungsleitung ausgebildet wird, und zweite leitende Schichten 210a und 210b mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem nur photonische Kristalle vorhanden sein werden, werden getrennt voneinander auf einem Substrat 200 abgeschieden (siehe 4A).
Das Substrat 200 wird anschließend vertikal in ein kolloidales Fluid A getaucht, in dem kolloidale Teilchen (C₁) 232 und Nanoteilchen (N₁) 234, die dieselben Ladungen, jedoch unterschiedliche thermische oder chemische Eigenschaften haben, in einem richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind. Das Substrat 200 wird dann mit einer konstanten Geschwindigkeit gezogen, um Tauchbeschichtung durchzuführen, und auf dem gesamten Substrat 200 ist ein photonischer Kristall 230 mit einer bestimmten Dicke gezüchtet (siehe 4B).
Anschließend wird an dem Sample der 4B erneut Tauchbeschichtung durchgeführt, wobei ein kolloidales Fluid verwendet wird, in dem die kolloidalen Teilchen (C₁) 232 und die Nanoteilchen (N₁) 234 in einem richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung zum Ausüben einer Abstoßungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 232 und der Nanoteilchen (N₁) 234 an die erste leitende Schicht 220 angelegt und eine Spannung zum Ausüben einer Anziehungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 232 und die der Nanoteilchen (N₁) 234 wird an die zweiten leitenden Schichten 110a und 110b angelegt. Anschließend werden photonische Kristalle mit Opalstruktur durch kolloidale Selbstformierung nur auf den zweiten leitenden Schichten 210a und 210b gebildet und die Nanoteilchen (N₁) 134 dringen in die Hohlräume zwischen den kolloidalen Teilchen (C₁) 232 ein, um die photonischen Kristalle 240a und 240b mit Opalstruktur zu bilden, in denen der Leerraum mit den Nanoteilchen (N₁) gefüllt wird, wie in der 4C dargestellt.
Der in den 4D bis 4G dargestellte Prozess ist derselbe Prozess wie der in den 3D bis 3G dargestellte und folglich wird die ausführliche Beschreibung davon ausgelassen, wobei die Referenzziffern 250, 252, 254, 260, 270 und 280 jeweils 150, 152, 154, 160, 170 und 180 entsprechen.
Die 5A bis 5H sind Ansichten, die in Reihenfolge einen Herstellungsprozess zur Herstellung von Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen, und die 6A bis 6H sind Ansichten, die einen Herstellungsprozess der Wellenleiter aus Photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß einem fünften Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
Die Verfahren zur Herstellung gemäß der vierten und fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung stellen einen dreidimensionalen Wellenleiter mit einer optischen Übertragungsleitung, die mit verschiedenen Arten von kolloidalen Teilchen C₁ und C₂ und mit einem infiltrierenden Material gefüllt ist, bereit.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 5H das Verfahren zur Herstellung der Wellenleiter aus Photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur gemäß der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt.
In der 5A werden eine erste leitende Schicht 320 mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem eine optische Übertragungsleitung ausgebildet wird, und zweite leitenden Schichten 310a und 310b mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem nur Photonische Kristalle gebildet werden, getrennt voneinander auf einem Substrat 300 abgeschieden.
Wenn das Substrat 300 vertikal in ein kolloidales Fluid C getaucht wird, in dem kolloidale Teilchen (C₁) 332 bestimmter Ladung und mit bestimmten thermischen oder chemischen Eigenschaften in einem richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind, und dann mit einer konstanten Geschwindigkeit gezogen wird, um Tauchbeschichtung durchzuführen, wird eine Spannung zum Ausüben einer Abstoßungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 332 an die erste leitende Schicht 320 angelegt und eine Spannung zum Ausüben einer Anziehungskraft auf die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 332 wird an die zweiten leitenden Schichten 310a und 310b angelegt. Dementsprechend werden durch kolloidale Selbstformierung photonische Kristalle 330a und 330b mit einer Opalstruktur nur auf den zweiten leitenden Schichten 310a und 310b gebildet.
Anschließend, wenn an dem Sample der 5B die Tauchbeschichtung unter Verwendung des kolloidalen Fluids C erneut durchgeführt wird, dienen die auf den zweiten leitenden Schichten 310a und 310b bereits gebildeten photonischen Kristalle 330a und 330b als ein Kanal und nur zwischen den photonischen Kristallen 330a und 330b, die auf den zweiten leitenden Schichten 310a und 310b angeordnet sind, wird ein photonischer Kristall 340 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dicke des wie oben beschrieben gebildeten photonischen Kristalls angepasst, um kleiner als die in der 5B dargestellte zu sein, indem die Konzentration des kolloidalen Fluids C im Vergleich zu der, die in dem Prozess in der 5B verwendet wurde, reduziert wird oder indem die Ziehgeschwindigkeit des Substrats im Verhältnis zu der, die in dem Prozess in der 3B verwendet wurde, erhöht wird.
Anschließend werden durch Tauchbeschichtung des Samples der 5C unter Verwendung eines kolloidalen Fluids D (in dem die kolloidalen Teilchen (C₁) 332 und die kolloidalen Teilchen (C₂) mit thermischen oder chemischen Eigenschaften, die von denen der kolloidalen Teilchen (C₁) 332 unterschiedlich sind, in einem richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind) die photonischen Kristalle 330a, 330b und 350 von einer Struktur, in der zwei Arten von kolloidalen Teilchen 332 und 352 gemischt sind, gebildet, wie in der 5D gezeigt.
Danach wird, durch Entfernen der kolloidalen Teilchen (C₂) 352 unter Verwendung eines thermischen oder chemischen Verfahrens, das die kolloidalen Teilchen (C₂) 352 entfernen kann, das jedoch auf die kolloidalen Teilchen (C₁) 332 nicht einwirkt, eine optische Übertragungsleitung 370, die einen Hohlraum im Innern des photonischen Kristalls bildet, gebildet (siehe 5F).
Dann wird ein Material 380, wie zum Beispiel ein Polymer, in die aus einem Hohlraum bestehende optische Übertragungsleitung 370 und zwischen die kolloidalen Teilchen 332 und 352 der bereits gebildeten photonischen Kristalle infiltriert (siehe Figur SG).
Schließlich wird, durch das Entfernen der kolloidalen Teilchen (C₁) 332 unter Verwendung eines thermischen oder chemischen Verfahrens, das die kolloidalen Teilchen (C₁) 332 aus dem Sample der 5G entfernen kann, das jedoch auf die Nanoteilchen (N) 334 nicht einwirkt, ein dreidimensionaler Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit einer inversen Opalstruktur 180 gebildet, wie in der 5H gezeigt, der die optische Übertragungsleitung 370, die aus Nanoteilchen (N) 334 besteht, enthält.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 6A bis 6G ein Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur 490 gemäß der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt.
Eine erste leitende Schicht 420 mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem eine optische Übertragungsleitung ausgebildet werden wird, und zweite leitende Schichten 410a und 410b mit einem Muster, das einem Teil entspricht, in dem nur photonische Kristalle gebildet werden, werden getrennt voneinander auf einem Substrat 400 abgeschieden (siehe 6A).
Das Substrat 300 wird vertikal in ein kolloidales Fluid C (in dem kolloidale Teilchen (C₁) 432 bestimmter Ladung und mit bestimmten thermischen oder chemischen Eigenschaften in einem richtigen Verhältnis in ein Lösungsmittel gemischt sind) getaucht und dann mit einer konstanten Geschwindigkeit gezogen, um Tauchbeschichtung durchzuführen. Im Ergebnis ist auf dem gesamten Substrat 400 ein photonischer Kristall 430 mit einer bestimmten Dicke gezüchtet (siehe 6B).
Anschließend wird die Tauchbeschichtung an dem Sample in der 6B erneut durchgeführt, wobei ein kolloidales Fluid, in dem die kolloidalen Teilchen (C₁) 432 in einem Lösungsmittel in einem richtigen Verhältnis gemischt sind, verwendet wird. Zu dem Zeitpunkt, wenn eine Spannung zum Ausüben einer Abstoßungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 432 an die erste leitende Schicht 420 angelegt wird und eine Spannung zum Ausüben einer Anziehungskraft auf die Ladungen der kolloidalen Teilchen (C₁) 432 an die zweiten leitenden Schichten 410a und 410b angelegt wird, werden durch kolloidale Selbstformierung photonische Kristalle mit einer Opalstruktur nur auf den zweiten leitenden Schichten 410a und 410b gebildet (siehe 6C).
Der in den 6D bis 6H dargestellte Prozess ist derselbe Prozess wie der in den 5D bis 5H dargestellte und folglich wird die ausführliche Beschreibung davon ausgelassen, wobei die Referenzziffern 440a, 440b, 450, 452, 460, 470, 470' und 480 jeweils 340a, 340b, 350, 352, 360, 370, 370' und 380 entsprechen.
Wie oben beschrieben, können die selbstformierten kolloidalen photonischen Kristalle gemäß der vorliegenden Erfindung durch Steuern der kolloidalen Teilchen durch als Muster ausgebildete Elektroden, ohne Bedarf für eine Maske, als ein Muster gebildet werden und infolgedessen können die Fertigungszeit und die Fertigungskosten wesentlich reduziert werden. Außerdem können durch das Definieren der Elektroden als Muster verschiedene Arten von photonischen Kristallen mit mehreren Größen auf demselben Substrat gebildet werden.
Weil die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur unabhängig von dem Winkel der gebogenen Teile des Wellenleiters optische Übertragung mit wesentlich verringerten Verlusten bereitstellen können, kann ein photonisches Netzwerk, das in der Lage ist, mehrere Funktionen, wie zum Beispiel optische Verzweigung, optische Kopplung, optische Reflexion, optische Phasenmodulation, optisches Ansprechen, optisches Verstärken usw., auszuführen, konstruiert werden. Infolgedessen kann eine Grundtechnologie, die für die Entwicklung von optischen Verbindungsleitungen, photonischen ICs usw. erforderlich ist, implementiert werden.
Die dargestellten Ausführungen und Vorteile sind lediglich beispielhaft und sind nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend zu interpretieren. Die vorliegende Lehre kann einfach auf andere Arten von Vorrichtungen angewendet werden. Des Weiteren ist die Beschreibung der Ausführungen der vorliegenden Erfindung als veranschaulichend zu betrachten und nicht, um den Umfang der Ansprüche zu begrenzen, wobei für den Fachmann in dieser Technik viele Alternativen, Modifikationen und Änderungen offensichtlich sind.

Claims

Verfahren zur Herstellung selbstformierter kolloidaler photonischer Kristalle, umfassend: voneinander getrenntes Abscheiden einer ersten und zweiten leitenden Schicht auf einer Fläche, die einem Muster der selbstformierter kolloidalen photonischen Kristalle entspricht, die auf einem Substrat und einer weiteren Fläche, außer der Fläche, die dem Muster entspricht, jeweils gebildet werden sollen, und Züchten der photonischen Kristalle auf dem Substrat, auf dem die erste und die zweite leitende Schicht abgeschieden sind, durch Tauchbeschichten in einem Fluid, das kolloidale Teilchen enthält, während eine Gleichspannung an die entsprechende erste und zweite leitende Schicht angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kolloidalen Teilchen geladene kolloidale Teilchen sind und das Verfahren umfasst: Anlegen einer Spannung zur Ausübung einer Anziehungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen zu der ersten leitenden Schicht, auf der die selbstformierte kolloidale Struktur gebildet ist, und Anlegen einer Spannung zur Ausübung einer Abstoßungskraft gegen die Ladungen der kolloidalen Teilchen zur zweiter leitenden Schicht.
Verfahren zur Herstellung von 3-dimensionalen Wellenleitern aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur, umfassend: (a) Bilden einer ersten leitenden Schicht entsprechend einem Muster einer optischen Übertragungsleitung, die auf einem Substrat gebildet werden soll, und zweiter leitender Schichten, die an beiden Enden der ersten leitenden Schicht getrennt von der ersten leitenden Schicht angeordnet sind; (b) Bilden, auf dem Substrat, eines ersten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, der einen Hohlraum hat, der auf einem oberen Teil der ersten leitenden Schicht geschaffenen ist, wobei der erste photonische Kristall aus ersten kolloidalen Teilchen und ersten Nanoteilchen besteht, und wobei der Schritt des Bildens (b) die Tauchbeschichtung in einem Fluid, das kolloidale Teilchen und Nanoteilchen enthält, umfasst, während die Polaritäten einer an die jeweils erste und zweite leitende Schicht angelegten Spannung gesteuert werden; (c) Bilden, im Bereich des Hohlraums, eines zweiten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur bestehend aus zweiten kolloidalen Teilchen und zweiten Nanoteilchen, die sich von den ersten kolloidalen Teilchen und den ersten Nanoteilchen unterscheiden; (d) Bilden eines photonischen Kristalls bestehend aus den ersten kolloidalen Teilchen und den ersten Nanoteilchen auf den ersten und zweiten photonischen Kristallen; (e) Bilden einer optischen Übertragungsleitung, die einen Hohlraum darstellt, indem der zweite photonische Kristall, bestehend aus den zweiten kolloidalen Teilchen und den zweiten Nanoteilchen, entfernt wird; und (f) Entfernen der ersten kolloidalen Teilchen, die den ersten photonischen Kristall bilden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt (b) umfasst: (b-1) Bilden des ersten photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer vorgegebenen Dicke durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben; und (b-2) Bilden des ersten photonischen Kristalls zwischen den photonischen Kristallen; die auf der zweiten leitenden Schicht in Schritt (b-1) mit einer Dicke gebildet werden, die um eine Dicke der optischen Übertragungsleitung geringer ist als die der photonischen Kristalle, die in Schritt (b-1) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt (b) umfasst: (b-1') Bilden des ersten photonischen Kristalls auf dem gesamten Substrat mit einer vorgegebenen Dicke; und (b-2') Bilden des ersten photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer Dicke, die einer Dicke der optischen Übertragungsleitung entspricht, durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und durch Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen und die ersten Nanoteilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Entfernen des zweiten photonischen Kristalls in Schritt (e) und der ersten kolloidalen Teilchen in Schritt (f) durch eines der oder beide der thermischen und chemischen Mittel.
Verfahren zur Herstellung 3-dimensionaler Wellenleiter aus photonischen Kristallen mit inverser Opalstruktur, umfassend die Schritte: (a) Bilden einer ersten leitenden Schicht entsprechend einem Muster einer optischen Übertragungsleitung, die auf einem Substrat gebildet werden soll, und zweiter leitender Schichten, die an beiden Enden der ersten leitenden Schicht getrennt von der ersten leitenden Schicht angeordnet sind; (b) Bilden, auf dem Substrat, eines ersten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, bestehend aus ersten kolloidalen Teilchen, um einen Hohlraum auf einem oberen Teil der ersten leitenden Schicht zu schaffen; (c) Bilden, in dem Hohlraum, eines zweiten photonischen Kristalls mit einer Opalstruktur, bestehend aus zweiten kolloidalen Teilchen; (d) Bilden eines aus den ersten kolloidalen Teilchen bestehenden photonischen Kristalls auf den ersten und zweiten photonischen Kristallen; (e) Bilden einer optischen Übertragungsleitung, die einen Hohlraum darstellt, indem der zweite photonische Kristall entfernt wird; (f) Füllen der Hohlräume in dem ersten photonischen Kristall und des Hohlraums der optischen Übertragungsleitung mit einem vorgegebenen Material; und (g) Entfernen der ersten kolloidalen Teilchen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt (b) umfasst: (b-1) Bilden des ersten photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer vorgegebenen Dicke durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben; und (b-2) Bilden des ersten photonischen Kristalls zwischen den photonischen Kristallen, die auf der zweiten leitenden Schicht in Schritt (b-1) gebildet werden, mit einer Dicke, die um eine Dicke der optischen Übertragungsleitung geringer ist als die der photonischen Kristalle, die in Schritt (b-1) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt (b) umfasst: (b-1') Bilden des ersten photonischen Kristalls auf dem gesamten Substrat mit einer vorgegebenen Dicke; und (b-2') Bilden des ersten photonischen Kristalls auf der zweiten leitenden Schicht mit einer Dicke, die einer Dicke der optischen Übertragungsleitung entspricht, durch Anlegen einer Spannung, um eine Abstoßungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur ersten leitenden Schicht auszuüben, und durch Anlegen einer Spannung, um eine Anziehungskraft gegen die ersten kolloidalen Teilchen zur zweiten leitenden Schicht auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 7, das das Entfernen des zweiten photonischen Kristalls in Schritt (e) und der ersten kolloidalen Teilchen in Schritt (g) durch eines oder beide der thermischen und chemischen Mittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das vorgegebene Material für Schritt (f) ein Polymer enthält.