Niobium titaniumnitride dunne filmcoating

Impedantie-gematchte coatings worden gebruikt voor absorberende toepassingen om midden- tot ver-infrarood (IR) straling te koppelen aan een ultragevoelige bolometrische detector opgehangen aan een ultradun diëlektrisch membraan. Om voldoende responsiviteit te bieden, moet de bolometrische detector een lage warmtecapaciteit hebben. Om een ​​optimale signaal-ruisverhouding te bereiken, is bovendien spectrale filtering van de invallende straling wenselijk.

Conventionele benaderingen voor absorptiecoatings zijn gevoelig voor veroudering, wat de voorbijgaande optische efficiëntie van het instrument belemmert. Bovendien hebben conventionele absorberende coatings een hoge warmtecapaciteit die de prestaties van cryogene detectoren met een lage achtergrond beïnvloedt. Conventionele absorberende coatings zijn ook reactief in de korte golflengtelimiet, wat dienovereenkomstig hun koppelingsefficiëntie vermindert. Bovendien hebben sommige dunne film absorberende coatings een extreem hoge intrinsieke spanning, waardoor de diëlektrische membranen kunnen breken of buigen.

Niobium Titanium Nitride (NbTiN) Thin Film Coating, ontwikkeld door NASA Goddard Space Flight Center, kan licht optisch koppelen aan een bolometrische detector die is opgehangen aan een ultradun diëlektrisch membraan. De coating kan ook laagfrequente spectrale componenten uitfilteren die de foton-beperkte ruis van de detector zouden vergroten.

NbTiN-dunne filmcoatings worden vervaardigd op diëlektrische substraten met behulp van een gespecialiseerd reactief sputterproces voor co-depositie. Er worden twee verschillende sputterbronnen gebruikt waarbij de ene bron een niobium sputtertrefplaat bevat en de andere een titanium sputtertrefplaat. Het niobium en titanium worden afgezet in een stikstofrijke omgeving.

De NbTiN-coating kan worden gebruikt door deze aan één kant van een ultradun siliciummembraan af te zetten en heeft een goed gedefinieerde optische impedantie-eis voor een specifieke toepassing - NbTiN-coating kan ook worden aangebracht op niet-siliciummembranen. De NbTiN-coating heeft een lage intrinsieke spanning, waardoor deze mechanisch compatibel is met integratie op ultradunne diëlektrische membranen. De coating bezit de optische impedantie die nodig is voor absorptie met een hoge optische efficiëntie. Bovendien heeft de coating een zeer lage supergeleidende overgangstemperatuur, waardoor het straling bij bepaalde frequenties kan uitfilteren.

De NbTiN-coating is vooral handig voor ultragevoelige cryogene bolometrische detectortoepassingen en kan op een reproduceerbare manier worden vervaardigd zonder het fabricageproces van detectorarchitecturen te compliceren.

NASA is actief op zoek naar licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge via Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien. of bel ons op 202-358-7432 om licentiebesprekingen te starten. Volg deze link hier voor meer informatie.