고성능 니오븀 티타늄 나이트라이드 박막 코팅: 적외선 검출기 흡수체용

임피던스 매칭 코팅은 중-원적외선(IR) 복사를 초박형 유전체 막에 매달린 초민감 볼로메트릭 검출기에 결합하기 위한 흡수체 응용에 사용됩니다. 적절한 반응도를 제공하기 위해 볼로메트릭 검출기는 낮은 열용량을 가져야 합니다. 또한 최적의 신호 대 잡음비를 달성하기 위해 입사 복사의 스펙트럴 필터링이 바람직합니다.

흡수체 코팅에 대한 기존 접근법은 노화에 취약하여 기기의 과도 광학 효율을 저해합니다. 또한 기존 흡수체 코팅은 낮은 배경 극저온 검출기의 성능에 영향을 미치는 높은 열용량을 가집니다. 기존 흡수체 코팅은 단파장 한계에서 반응성이 있어 결합 효율을 낮춥니다. 게다가 일부 박막 흡수체 코팅은 극도로 높은 고유 응력을 가지고 있어 유전체 막을 깨거나 구부리게 할 수 있습니다.

NASA 고다드 우주비행센터에서 개발된 니오븀 티타늄 나이트라이드(NbTiN) 박막 코팅은 초박형 유전체 막에 매달린 볼로메트릭 검출기에 빛을 광학적으로 결합할 수 있습니다. 이 코팅은 검출기의 광자 제한 잡음을 증가시킬 저주파 스펙트럴 성분을 걸러낼 수도 있습니다.

NbTiN 박막 코팅은 특수 반응성 스퍼터링 공동 증착 공정을 사용하여 유전체 기판에 제작됩니다. 두 개의 다른 스퍼터링 소스가 사용되며, 하나는 니오븀 스퍼터링 타겟을, 다른 하나는 티타늄 스퍼터링 타겟을 포함합니다. 니오븀과 티타늄은 질소가 풍부한 환경에서 증착됩니다.

NbTiN 코팅은 초박형 실리콘 막 한쪽에 증착하여 특정 응용 분야에 대한 잘 정의된 광학 임피던스 요구사항을 가질 수 있습니다. NbTiN 코팅은 비실리콘 막에도 증착할 수 있습니다. NbTiN 코팅은 낮은 고유 응력을 가지므로 초박형 유전체 막과의 통합에 기계적으로 호환됩니다. 이 코팅은 높은 광학 효율 흡수에 필요한 광학 임피던스를 가집니다. 또한 매우 낮은 초전도 전이 온도를 가지므로 특정 주파수의 복사를 걸러낼 수 있습니다.

NbTiN 코팅은 초민감 극저온 볼로메트릭 검출기 응용에 특히 유용하며, 검출기 아키텍처의 제작 공정을 복잡하게 하지 않으면서 재현 가능한 방식으로 제작할 수 있습니다.

NASA는 이 기술의 상용화를 위한 라이선시(licensee)를 적극적으로 찾고 있습니다. NASA 라이선싱 컨시어지(이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 자바스크립트가 필요합니다.)로 연락하거나 202-358-7432로 전화하여 라이선스 논의를 시작하세요. 자세한 정보는 여기를 클릭하세요.