Herstellung von Photonischen Kristallen am Nano-3D-Druckgerät

Bachelorarbeit, 2019
74 Seiten, Note: 1,3

Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abstract
Einleitung
Mikro und Nano 3D-Druck
- Elektronenstrahl Lithografie
- Optische Laser Lithografie
  - Zwei-Photonen-Polymerisation
  - Fotoresists
  - Direct Laser Writing
  - Auflösungsvermögen
Photonische Kristalle und ihre Eigenschaften
- Mathematische Grundlagen
  - Maxwellgleichungen
  - Skalierbarkeit der Maxwellgleichungen
  - Periodizität und Bandstrukturen
- Eindimensionale Photonische Kristalle
- Zweidimensionale Kristalle
- Dreidimensionale Kristalle
  - Yablonovite Struktur
  - Woodpile Struktur
Experiment
- Laboraufbau und genereller Druckablauf
  - 3D Lithografiesystem
  - IP-Dip
  - Software
- Herstellung der Kristalle und Ergebnisse
  - Erste Modelle
  - Zweidimensionalle Strukturen
  - Woodpile Konstruktionen
  - Ergebnisse und Disskussion
Fazit
A Berechnungen, Messungen und weiterführende Informatio- nen
- Bandlückenberechnung
- Messungen
- Weitere Informationen
  - GWL Programmierung
  - Weitere Beobachtungen

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung von photonischen Kristallen mithilfe eines Nano 3D-Druckgeräts. Das Ziel ist es, die prinzipiellen Möglichkeiten und Grenzen der Herstellung von photonischen Kristallen mit diesem Verfahren zu erforschen und experimentell zu untersuchen.

Herstellung von photonischen Kristallen mithilfe des Nano 3D-Drucks
Charakterisierung der hergestellten Strukturen hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften
Untersuchung der Möglichkeiten und Grenzen des Verfahrens für die Herstellung von photonischen Kristallen
Bedeutung von photonischen Kristallen in der Photonik
Vergleich mit anderen Herstellungsverfahren für photonische Kristalle

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung führt in das Thema der Photonik und der Bedeutung photonischer Kristalle ein. Kapitel 2 beleuchtet verschiedene Mikro- und Nano-3D-Druckverfahren, wobei das Verfahren der Zwei-Photonen-Polymerisation, das in der vorliegenden Arbeit zum Einsatz kommt, im Detail beschrieben wird. Kapitel 3 erläutert die mathematischen Grundlagen und Eigenschaften photonischer Kristalle sowie verschiedene Strukturtypen. In Kapitel 4 wird der Aufbau des Experiments und die Herstellung der photonischen Kristalle mit dem Nano 3D-Druckgerät detailliert beschrieben. Dieses Kapitel umfasst auch die Ergebnisse der Charakterisierung der hergestellten Strukturen. Abschliessend werden in Kapitel 5 die Ergebnisse zusammengefasst und diskutiert.

Schlüsselwörter

Photonische Kristalle, Nano 3D-Druck, Zwei-Photonen-Polymerisation, Bandstruktur, optische Eigenschaften, elektromagnetische Strahlung, Mikrostruktur, Herstellungstechnik, Optoelektronik

Häufig gestellte Fragen

Was sind photonische Kristalle?

Es sind periodische Strukturen, die die Ausbreitung von Licht (elektromagnetischer Strahlung) steuern können, ähnlich wie Halbleiter den Elektronenfluss steuern.

Wie werden diese Kristalle im Labor hergestellt?

Die Arbeit beschreibt die Herstellung mittels Zwei-Photonen-Polymerisation an einem hochpräzisen Nano-3D-Druckgerät.

Welche Anwendungen haben photonische Kristalle in der Industrie?

Sie sind zentral für die Entwicklung optischer Transistoren, hocheffizienter Lichtleiter und integrierter photonischer Schaltkreise, die viel schneller als herkömmliche Chips sind.

Gibt es photonische Kristalle in der Natur?

Ja, die schillernden Farben von Opalen oder Schmetterlingsflügeln entstehen durch natürliche photonische Strukturen, nicht durch Farbpigmente.

Was ist eine „Woodpile-Struktur“?

Es ist ein spezieller Typ eines dreidimensionalen photonischen Kristalls, der im Experiment mittels 3D-Lithografie hergestellt und untersucht wurde.

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Details

Titel: Herstellung von Photonischen Kristallen am Nano-3D-Druckgerät
Hochschule: Hochschule München
Note: 1,3
Autor: Tobias Wulff (Autor:in)
Erscheinungsjahr: 2019
Seiten: 74
Katalognummer: V507598
ISBN (eBook): 9783346068217
Sprache: Deutsch
Schlagworte: Photonische Kristalle Photonic Crystals additive manufacturing additive fertigung 3D Druck nano-Technologie Photonik nano 3D Druck Mikro 3D Druck Micro 3D 3D Printing
Produktsicherheit: GRIN Publishing GmbH
Preis (Ebook): US$ 34,99

Arbeit zitieren: Tobias Wulff (Autor:in), 2019, Herstellung von Photonischen Kristallen am Nano-3D-Druckgerät, München, Page::Imprint:: GRINVerlagOHG, https://www.diplomarbeiten24.de/document/507598