ARCNL的研究人员已经找到了一种方法，利用光诱导的高频声波来检测埋在多层不透明材料中的纳米结构。他们的发现可以应用到半导体制造行业，比如晶圆对准。研究人员还揭示了光声中以前从未研究过的有趣的新现象。他们的结果发表在《物理评论应用》。第一作者斯蒂芬爱德华成功卫冕博士学位。6月18日，阿姆斯特丹大学讨论了这个话题。
在生产最先进的计算机芯片和组件时，纳米光刻机在晶片上印刷几层纳米尺寸的结构。为了确保每一层的精确对准，晶片包含光栅线作为标记，以告诉机器在哪里打印。“尽管对准标记在纳米光刻中至关重要，但它们将被埋在许多材料层之下。因为这些层通常是不透明的，所以很难找到标记，也很难用光将其与机器对准，”他的博士生斯蒂芬爱德华(Stephen Edward)说，D. ARCNL正在研究光和物质之间的相互作用。
许多对光不透明的材料确实会传播声波，这可以用来可视化以下内容。该团队的负责人保罗普兰肯说：“大多数人在医疗情况下都很熟悉这一点。超声波镜利用高频声波在体内不同组织的界面反射。反射的声波被转换成电信号以产生图像。尽管这种方法包含的细节足以满足大多数医疗应用，但其细节不足以在纳米光刻中进行精确对准。回波法可以识别的特征大小与频率成反比。因此，为了用声音观察纳米级结构，我们需要更高频率的声波。”
浮游、爱德华和合著者知道，来自激光的短光脉冲可以在不透明材料中诱发这种高频声波。“这有点像敲门，这会导致声波传播到门的另一边，”爱德华说。“在我们的实验中，激光的高能‘敲击’会在不透明材料中产生声波。”
在医学应用中，声波通过材料时会被材料内部的界面反射，导致声波返回表面。起初，研究人员不确定信号是否包含足够的有用信息。浮游说：“一开始我有点怀疑，因为声波在到达埋在里面的光栅之前，必须穿过这么多层介电材料。如果它们在所有这些界面反射，我们最终会得到一个完全混乱的声波。但事实证明，薄电介质层的堆叠就像一个厚层，因为每一层都比声波的波长薄。所以声波直接到达我们想要看到的埋栅线。”
声音在光栅上反射。因为光栅不是平面，而是有周期性的谷和峰，谷发出的声音比峰发出的声音晚到达表面。爱德华解释说：“当声波到达表面时，会引起原子的小位移，这将导致光栅的副本出现在表面上。“当我们用第二个激光脉冲扫描表面时，我们可以测量这些小位移引起的衍射信号。”
既然他们已经证明他们可以探测隐藏在不透明材料下的纳米结构，研究人员将进一步研究他们的方法。浮游说：“我们的结果不仅揭示了以前在光声技术中没有研究过的有趣特征，而且为纳米光刻中的实际问题提供了一个有希望的解决方案。对于工业应用，我们应该优化系统，以获得更强的信号、更快的速度和更强的鲁棒性。但我们也希望加深对信号中所有影响的理解，并找出我们方法的局限性，例如，尝试区分光栅彼此非常接近的线条。”
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