論文の概要: An atom passing through a hole in a dielectric membrane: Impact of
dispersion forces on mask-based matter-wave lithography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03845v2
- Date: Tue, 18 Jan 2022 09:17:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 13:05:03.845176
- Title: An atom passing through a hole in a dielectric membrane: Impact of
dispersion forces on mask-based matter-wave lithography
- Title（参考訳）: 誘電体膜の穴を貫通する原子:マスクによる物質波リソグラフィにおける分散力の影響
- Authors: Johannes Fiedler and Bodil Holst
- Abstract要約: 近年、ナノメートル分解能マスクリソグラフィーは、ブラックホールのパターンからなる2次元ホログラフィーマスクを通して準安定ヘリウム原子を送信することによって実現可能であることが提案されている。
ここでは、原子と誘電体膜とホールとの分散力相互作用に関する理論的研究を示す。
その結果, 準安定ヘリウムでは1-7nm, 地中ヘリウムでは0.5-3.5nm, 有効ブラックホール半径は1-7nm程度減少することがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Fast, large area patterning of arbitrary structures down to the nanometre
scale is of great interest for a range of applications including the
semiconductor industry, quantum electronics, nanophotonics and others. It was
recently proposed that nanometre-resolution mask lithography can be realised by
sending metastable helium atoms through a binary holography mask consisting of
a pattern of holes. However, these first calculations were done using a simple
scalar wave approach, which did not consider the dispersion force interaction
between the atoms and the mask material. To access the true potential of the
idea, it is necessary to access how this interaction affects the atoms. Here we
present a theoretical study of the dispersion force interaction between an atom
and a dielectric membrane with a hole. We look at metastable and ground state
helium, using experimentally realistic wavelengths (0.05-1 nm) and membrane
thicknesses (5-50 nm). We find that the effective hole radius is reduced by
around 1-7 nm for metastable helium and 0.5-3.5 nm for ground-state helium. As
expected, the reduction is largest for thick membranes and slow atoms.
- Abstract（参考訳）: 任意の構造をナノメートルスケールまで高速で大規模にパターニングすることは、半導体産業、量子エレクトロニクス、ナノフォトニクスなど、様々な応用に非常に興味を寄せている。
近年、ナノメートル分解能のマスクリソグラフィーは、準安定なヘリウム原子を穴のパターンからなる二元ホログラフィマスクに送ることで実現できると提案されている。
しかし、これらの最初の計算は、原子とマスク材料の間の分散力相互作用を考慮しない単純なスカラー波法を用いて行われた。
アイデアの真の可能性にアクセスするには、この相互作用が原子に与える影響にアクセスする必要がある。
本稿では,原子と誘電体膜とホールとの分散力相互作用に関する理論的研究を行う。
実験的な波長 (0.05-1 nm) と膜厚 (5-50 nm) を用いて, 準安定および基底状態ヘリウムについて検討した。
その結果, 準安定ヘリウムでは1-7nm, 地中ヘリウムでは0.5-3.5nmの有効ホール半径が小さくなった。
予想通り、この還元は厚い膜と遅い原子で最大である。
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