Abstract

A silicon (Si) nanowire grid ultraviolet (UV) transmission polarizer has been fabricated, and its performance was measured over the visible to deep UV range. A cylinder-forming polystyrene-b-poly(hexylmethacrylate) diblock copolymer was coated onto an amorphous Si layer supported on a fused silica substrate, then shear aligned and employed as a mask for reactive-ion etching, resulting in a Si grid of 33nm period and multi-centimeter-squared area. Due to the high plasma frequency and UV reflectance of the deposited Si, this nanowire grid was able to polarize light down into the deep UV, including 193nm.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
    [CrossRef]
  2. J. A. Dobrowolski and A. Waldorf, Appl. Opt. 20, 111 (1981).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. P. Auton, Appl. Opt. 6, 1023 (1967).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
    [CrossRef]
  5. Y. Ekinci, H. H. Solak, C. David, and H. Sigg, Opt. Express 14, 2323 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).
  7. D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
    [CrossRef]
  8. M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
    [CrossRef]
  9. C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
    [CrossRef]
  10. M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
    [CrossRef]
  11. D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
    [CrossRef]
  12. V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
    [CrossRef]
  13. R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
    [CrossRef]

2007 (1)

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

Y. Ekinci, H. H. Solak, C. David, and H. Sigg, Opt. Express 14, 2323 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

2004 (3)

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

1998 (1)

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

1981 (1)

1967 (1)

Adamson, D. H.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Ahn, S. W.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Angelescu, D. E.

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

Asakawa, K.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

Auton, J. P.

Chaikin, P. M.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Chou, S. Y.

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

David, C.

Deng, X.

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

Deshpande, P.

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

Dobrowolski, J. A.

Ekinci, Y.

Harrison, C.

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Hillmyer, M. A.

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

Jeong, U.

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Kim, D. H.

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Kim, H. C.

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Kim, J. S.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Kim, S. H.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Lee, K. D.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Lee, S. E.

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Lee, S. H.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

Leighton, C.

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

Lin, Z. Q.

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Liu, X.

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

Lund, M. S.

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

Olayo-Valles, R.

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

Park, J. D.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Park, M.

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Pelletier, V.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

Register, R. A.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Russell, T. P.

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Sciortino, P.

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

Sigg, H.

Solak, H. H.

Waldorf, A.

Waller, J. H.

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

Walters, F.

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

Wang, J. J.

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

Wu, M. S.

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

Yoon, P. W.

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

Yoon, S. S.

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

Adv. Mater. (2)

D. E. Angelescu, J. H. Waller, D. H. Adamson, P. Deshpande, S. Y. Chou, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Adv. Mater. 16, 1736 (2004).
[CrossRef]

D. H. Kim, Z. Q. Lin, H. C. Kim, U. Jeong, and T. P. Russell, Adv. Mater. 15, 811 (2003).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. Lett. (3)

J. J. Wang, F. Walters, X. Liu, P. Sciortino, and X. Deng, Appl. Phys. Lett. 90, 061104 (2007).
[CrossRef]

V. Pelletier, K. Asakawa, M. S. Wu, D. H. Adamson, R. A. Register, and P. M. Chaikin, Appl. Phys. Lett. 88, 211114 (2006).
[CrossRef]

M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Appl. Phys. Lett. 79, 257 (2001).
[CrossRef]

Chem. Mater. (1)

R. Olayo-Valles, M. S. Lund, C. Leighton, and M. A. Hillmyer, Chem. Mater. 14, 2729 (2004).
[CrossRef]

J. Korean Phys. Soc. (1)

J. S. Kim, K. D. Lee, S. W. Ahn, S. H. Kim, J. D. Park, S. E. Lee, and S. S. Yoon, J. Korean Phys. Soc. 45, S890 (2004).

J. Vac. Sci. Technol. B (1)

C. Harrison, M. Park, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 544 (1998).
[CrossRef]

Nanotechnology (1)

S. W. Ahn, K. D. Lee, J. S. Kim, S. H. Kim, J. D. Park, S. H. Lee, and P. W. Yoon, Nanotechnology 16, 1874 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Science (1)

M. Park, C. Harrison, P. M. Chaikin, R. A. Register, and D. H. Adamson, Science 276, 1401 (1997).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Transmittance of as-deposited Si (open circles) and Al (filled squares) thin films, 25 nm thick, on fused silica. Transmittance between 130 and 300 nm was measured in vacuum, otherwise in air, and corrected for the transmittance of the support.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Fabrication process for a Si nanowire grid polarizer using block copolymer lithography. (b) Scanning electron micrograph (SEM) image of the finished Si nanowire grid supported on fused silica. Specimen has been cleaved and tilted at 45° away from the viewer to emphasize the profile of the wires.

Fig. 3
Fig. 3

Tapping mode atomic force microscopy (TM-AFM) phase images of PS–PHMA thin films on top of an a - Si layer on a fused silica substrate: (a) quiescently annealed, (b) shear aligned. Glassy PS cylinders are shown as light in a dark rubbery PHMA matrix.

Fig. 4
Fig. 4

Polarization efficiency for the Si WGP (open circles) compared with that for an Al WGP (filled squares) previously reported [12].

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

P ( I perp I par ) ( I perp + I par ) ,
P = ( E 1 ) ( E + 1 ) = 1 2 ( E + 1 ) .

Metrics