Fabrication and Investigation of Diamond Membranes for Photonic Nanostructures
| dc.date.accessioned | 2023-05-25T07:59:47Z | |
| dc.date.available | 2023-05-25T07:59:47Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202305238087 | ger |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/14749 | |
| dc.language.iso | eng | eng |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
| dc.subject.ddc | 530 | |
| dc.title | Fabrication and Investigation of Diamond Membranes for Photonic Nanostructures | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | Due to its exceptional physical and chemical characteristics, diamond in a form of thin membranes is a particularly promising material for the fabrication of high-quality photonic devices. Especially for envisioned applications in quantum information technologies and communication, diamond gained, as a host material, an ever-increasing scientific interest based on remarkable properties of different color centers in its crystal lattice, e.g. nitrogen-vacancy centers, serving as single-photon emitters. As a high index material only a small fraction of the emitted photons by the color centers can be collected outside diamond. Therefore, to enhance the photon collection efficiency the color centers needs to be coupled to light confining architectures like open micro cavities or photonic diamond nanostructures. The focus of this work was the fabrication and optimization of thin diamond membranes. Thereby, one main goal was to reduce by different planarization procedures the overall surface roughness and defects acting as scattering centers. The diamond membranes were used either for an integration into open fiber-based Fabry-Pérot microcavities to enhance the color centers’ emission or for further fabrication of photonic nanostructures. In this context processes for structuring of membranes and photonic nanostructures were developed and improved by different parameters during the cleaning processes, electron beam lithography and reactive ion etching. Their impact on the generated structures have been investigated. | eng |
| dcterms.abstract | Aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften ist Diamant in Form von dünnen Membranen ein vielversprechendes Material für die Herstellung hochwertiger photonischer Bauelementen. Insbesondere für Anwendungen in der Quanteninformationstechnologie und Kommunikation, hat Diamant als Material aufgrund der bemerkenswerten Eigenschaften verschiedener Farbzentren, z.B. Stickstoff-Leerstellen Zentren, die als Einzelphotonen-Emitter dienen, ein immer größeres wissenschaftliches Interesse erlangt. Da Diamant einen hohen Brechungsindex hat, kann nur ein kleiner Teil der von den Farbzentren emittierten Photonen gesammelt werden. Um die Effizienz zu erhöhen, müssen die Farbzentren daher an lichtbegrenzende Strukturen wie offene Mikrokavitäten oder photonische Diamant-Nanostrukturen gekoppelt werden. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Herstellung und Optimierung dünner Diamantmembranen. Ein Hauptziel war es dabei, durch verschiedene Planarisierungsverfahren die Oberflächenrauheit und als Streuzentren wirkenden Defekte zu reduzieren. Die Membranen wurden entweder zur Integration in faserbasierte Fabry-Pérot-Mikrokavitäten verwendet, um die Emission der Farbzentren zu verstärken, oder zur weiteren Herstellung von photonischen Nanostrukturen. In diesem Zusammenhang wurden Prozesse für die Membranen und photonischen Nanostrukturen entwickelt und durch verschiedene Parameter während der Reinigungsprozesse, Elektronenstrahllithographie und des reaktiven Ionenätzens verbessert. Deren Einfluss auf die erzeugten Strukturen wurde untersucht. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Heupel, Julia Rebecca | |
| dcterms.dateAccepted | 2023-04-21 | |
| dcterms.extent | x, 208 Seiten | |
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Physik | ger |
| dc.contributor.referee | Popov, Cyril (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Kusserow, Thomas (Prof. Dr.) | |
| dc.subject.swd | Diamant | ger |
| dc.subject.swd | Membran | ger |
| dc.subject.swd | Nanostruktur | ger |
| dc.subject.swd | Dünne Schicht | ger |
| dc.subject.swd | Photonischer Kristall | ger |
| dc.subject.swd | Rauigkeit | ger |
| dc.subject.swd | Physikalisch-chemische Eigenschaft | ger |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| kup.iskup | false | |
| ubks.epflicht | true |
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