Resumen
Robust, wide-dynamic-range interferometric microthermometer and manufacturing method. Thermometry based on optical transduction mechanisms offers advantages over other thermometric techniques, but there are certain obstacles related to reproducibility and reliability that have prevented, until now, its widespread use. A microthermometer based on Ga 2 O 3 :Cr nanowires or microwires is presented, characterized in that the entire structure is covered by a sheet composed of an Al 2 O 3 layer and a DBR nanometric structure formed by two transparent oxides or another low refractive index material. The microthermometer measures temperature in a simple way through a dual, luminescent and interferometric transduction mechanism, which is robust, precise, reliable, can operate in a wide range of temperatures and under adverse conditions, and can be integrated into a microdevice, since its manufacturing method allows obtaining a robust structure on a conventional massive substrate such as silicon. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. Microtermómetro luminiscente e ¡nterferométrico basado en nanohilos o microhilos de GajC^Cr que comprende: a) Una capa de sustrato masivo b) Una capa depositada sobre el sustrato masivo, de espesor nanométhco, con estructura de reflectores de Bragg DBR de n períodos (siendo n un número entero o semientero), y compuesta de dos materiales transparentes a la luz que se desea confinar, pero cuya combinación en la mencionada DBR se comporte como un reflector eficiente de dicha luz. c) Una lámina depositada sobre la capa b), de mayor espesor que ella y compuesta de un material de bajo índice de refracción que permita guiar la luz emitida por el Ga?O3:Cr d) Nanohilos o microhilos de Ga2O3:Cr, crecidos previamente, depositados sobre la lámina c) que, al ser excitados, emiten luz en el rango rojo-infrarrojo cercano, en el rango comprendido entre 600 nm y 900 nm. e) Una nueva lámina c) depositada sobre los nanohilos o microhilos d) y que queda paralela a cada una de sus superficies, tanto la superior como las laterales, definidas por los tres ejes x, y, z f) Una nueva capa de DBR b) depositada sobre la lámina e) que también es paralela a cada una de las superficies de los nanohilos o microhilos, definidas por los tres ejes x, y, z, incluyendo las de los extremos finales 2. Microtermómetro, según reivindicación 1 , donde el sustrato masivo es una oblea de silicio. 3. Microtermómetro, según reivindicación 2, donde la capa de sustrato masivo a) tiene unas dimensiones de 0,5 x 0,5 cm<2>. 4. Microtermómetro, según reivindicaciones 1 y 2, donde la primera estructura DBR b) está compuesta de AI2O3 - TÍÜ2. 5. Mi eróte rm ó metro, según reivindicación 4, donde la estructura DBR tiene 4 periodos (n = 4) y espesores de 113 nm para las capas de AI2O3 y 75 nm para las capas de TÍO?. 6. Microterm ó metro, según reivindicaciones anteriores, donde la capa gruesa c) que guía la luz emitida por el Ga2Ü3:Cr está compuesta por AI2O3 7. Microtermómetro, según reivindicación 6, donde la capa c) tiene un espesor de 400 nm. 8. Método de fabricación de un microtermómetro luminiscente e interferométrico basado en nanohilos o microhilos de Ga2Ü3:Cr que comprende: i. Obtención de nanohilos o microhilos de Ga2Ü3:Cr como estructuras alargadas que forman la cavidad óptica. ¡i. Fabricación del sustrato DBR mediante la técnica ALD sobre un sustrato masivo que, a su vez, comprende: a) Una DBR de espesor nanométrico, con estructura de reflectores de Bragg DBR de n períodos (siendo n un número entero o semientero), y compuesta de dos materiales transparentes a la luz que se desea confinar. b) Una lámina de material de bajo índice de refracción, imprescindible para guiar la luz emitida por el Ga2O3:Cr. iii. Deposición de las estructuras alargadas obtenidas en la etapa / sobre el sustrato DBR obtenido en la etapa //. iv. Realización de zanjas perpendiculares respecto a la longitud, paralela al eje z, del nanohilo o microhilo mediante técnica FIB en los extremos de las estructuras depositadas en la etapa (iii) de modo que los DBR sean paralelos a cada superficie final de los nanohilos o microhilos depositados, siendo la superficie de los extremos del nanohilo o microhilo, así como la superficie de los DBR en ese extremo, paralelas al plano XY y disponiendo el lateral de cada zanja de una rampa de -45° que facilita la detección de los modos resonantes. v. Deposición de un material grueso de bajo índice de refracción más un DBR de n-periodos, equivalente a la etapa 77, en la parte superior y alrededores laterales de la estructura obtenida en etapa iv. 9. Método, según reivindicación 8, donde el sustrato DBR obtenido en la etapa // se fabrica sobre un sustrato de silicio. 10. Método, según reivindicación 8, donde la primera estructura DBR de espesor nanométrico está compuesta de AI2O3 - T¡O2. 11. Método, según reivindicación 10, donde el depósito de las capas de AI2O3 y TÍO2 se realiza mediante ALD (deposición de capas atómicas). 12. Método, según reivindicación 11 , donde el depósito de capas de AI2O3 y T¡Ü2 se realiza mediante ALD utilizando precursores. 13. Método, según reivindicación 12, donde los precursores para el depósito de capas de AI2O3 y TÍO2 por ALD son trimetilaluminio/agua, y tetraquis(dimetilamido)titanio/plasma de oxígeno, respectivamente. 14. Método, según reivindicación 12, donde los precursores para el depósito de capas de AI2O3 y TÍÜ2 por ALD son thetilaluminio/plasma de oxígeno o isopropóxido de titanio/agua, respectivamente.
