Metamaterialen voor video holografie

Holografie is een techniek die toelaat levensechte drie dimensionale beelden te projecteren door een fijne gepatterneerde structuur te belichten. Om een hoge resolutie hologram te projecteren aan videosnelheid is vereist dat dit patroon meer dan 10000 lijnen/mm heeft en dat een gegevens bandbreedte van meer dan 10 gigabits/cm² behaald wordt. Tot voor kort was het onmogelijk om een dergelijk hologram te projecteren aangezien de gewenste resolutie en de gegevens bandbreedte buiten bereik lagen. De constant evoluerende silicium industrie heeft er echter voor gezorgd dat beide nu wel binnen handbereik zijn. Dit opent nieuwe perspectieven om hologrammen te ontwikkelen gebaseerd op CMOS aandrijf circuits. Dit doctoraat is een cruciaal deel van de ERC advanced grant die is toegekend aan prof. dr. ir. Jan Genoe, met als doel om elektrische controle te verkrijgen over de lokale brekingsindex van een waveguide door gebruik te maken van nieuwe metamaterialen. De kern van dit doctoraat ligt rond het onderzoeken van een laag van gepatterneerde geleidende en isolerende oxiden en/of nitriden met als doel het elektrische veld te controleren met een precisie van minder dan 100 nanometer. Deze laag zal uiteindelijk dienen als het omhulsel van de waveguide en zal gebruikt worden om deze te controleren door middel van het elektro-optisch effect. De keuze voor transparante materialen zoals oxiden en nitriden komt doordat metalen zouden leiden tot veel licht verstrooiing. Kortom, dit doctoraat omvat het ontwerpen, creëren en karakteriseren van de gewenste metamaterialen en de daaropvolgende componenten. Initieel, zal de focus vooral liggen bij het beoordelen van de bruikbaarheid van verscheidene materialen. Heel specifiek zijn het de optische eigenschappen en hoe de depositieomstandigheden hen beïnvloeden die van belang zijn. Technieken zoals ellipsometrie zullen dus gebruikt worden om inzicht te verkrijgen in de materiaaleigenschappen. Tegelijkertijd, zullen er eindige differentiemethode simulaties uitgevoerd worden om uit te zoeken aan welke voorwaarden de latere materiaalgroei aan zal moeten voldoen. Eens beide delen achter de rug zijn is het doel om een volledig transparante tralie te creëren door middel van fotolithografie. Dit is echter een van de sterkste punten van imec aangezien alle noodzakelijk toestellen, materialen en kennis aanwezig zijn. Tot slot, in het eind van het doctoraat zullen in samenwerking met andere onderzoeksgroepen de gemaakte structuren geïntegreerd worden met aandrijf elektronica om zo tot een eerste video holografisch apparaat te komen.