用于片上电磁光转换的纳米制造高匝数密度螺旋线圈

作者

伊尔汗·博克,阿里雷扎·阿什蒂亚尼,亚什·戈卡莱,杰克·菲利普斯,朱天祥 & 阿维亚德·海

摘要

电路集成电磁铁是片上信号转导、调制和可调谐性的基本构建模块，在环境和生物医学微磁力测量中具有特定应用。提高性能的主要挑战是突破质量限制，同时最大限度地降低尺寸和制造复杂性，并保留空间能力。最近的努力已经利用了高度参与的三维合成、先进的绝缘和奇异的材料成分。在这里，我们提出了一种快速纳米加工工艺，该工艺采用电子束剂量控制来控制高匝数密度金刚石嵌入的扁平螺旋线圈;这些线圈可实现高效的片上电磁到光信号转换。我们的制造工艺依赖于标准聚甲基丙烯酸甲酯上的快速 12.3 秒直接写入，作为金属剥离工艺的基础。开发了总直径为70微米，匝间间距为49-470nm，电感为12.3-12.8 nH的原型。我们利用光学微磁力测量法来证明结构中心的磁场产生与有限元建模预测有效相关。基于我们工艺的进一步设计可以与光刻技术集成，以广泛实现光学磁传感和基于自旋的计算。