Simulation of Tin Plasmas & Theory of Laser Light Absorption
In onze samenleving zijn computerchips hard nodig. De eerste stap van het maken van computerchips is het beschieten van plakjes siliconen met extreem ultraviolet (EUV) licht; dit heet (nano)lithografie. De wetenschap is daarom op zoek naar efficiëntere nanolithografie-technieken.
Via computersimulaties heb ik een nieuwe techniek van EUV-licht produceren onderzocht. Ik keek hierbij o.a. naar de hoeveelheid licht die daarbij geproduceerd wordt, maar ook naar de emissie van schadelijke ionen. Deze resultaten worden nu in het lab gecheckt.
Daarnaast heb ik theoretisch onderzoek gedaan naar absorbtie van laserlicht in een plasma. Plasma-elektronen in een lichtveld gedragen zich anders dan vaak vernomen wordt, en dit heeft invloed op de sterkte van lichtabsorptie. Door dit zorgvuldig door te rekenen heb ik een nieuwe formule afgeleid die lichtabsorptie beter beschrijft. Dit resultaat is niet alleen interessant voor (toekomstige) lithografietechnieken, maar ook voor kernfusie.
Mijn simulaties tonen aan dat EUV-productie door middel van een lange lichtpuls in principe meer energie kan opwekken dan de huidige techniek. Door meer EUV per druppel tin te produceren, kunnen computerchips nog sneller gemaakt worden. Hierbij worden echter ook meer hoogenergetische ionen geproduceerd, en deze kunnen op den duur de efficiëntie van de machine verminderen; hier moet in de praktijk rekening mee gehouden worden.
Mijn theoretisch onderzoek naar lichtabsorptie laat zien dat het gedrag van plasma-elektronen in een lichtveld vrij gemakkelijk kan worden meegenomen in berekeningen van lichtabsorptie. De invloed van het licht leidt tot een simpele verandering van één grootheid: het zogenaamde Coulomblogaritme. Al met al verwachten we: hoe sterker het licht, hoe minder absorptie er plaatsvindt.
Als deze nieuwe techniek in de praktijk ook nuttig blijkt, kan dit voor de chipindustrie een snellere manier van computerchips produceren betekenen. En snellere productie betekent groter aanbod en dus lagere prijzen.
Meer informatie over het proefschrift volgt.