Oamenii de știință de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova au determinat proprietățile optice ale filmelor de aur ultra-subțiri, actualizând date care nu s-au schimbat din 1972.
Cercetătorii Institutului de Fizică și Tehnologie din Moscova, conduși de Valentin Volkov, au măsurat cu precizie constantele optice ale filmelor de aur ultra-subțiri cu o grosime de 20 până la 200 nanometri (un nanometru este o miliardime de metru). Astfel de filme sunt unul dintre elementele principale ale dispozitivelor micro și nano-optice și optoelectronice. Rezultatele lucrării vor fi folosite pentru a crea diverși senzori și dispozitive electronice avansate. Articolul corespunzător al oamenilor de știință ruși a înregistrat cele mai bune descărcări de pe site-ul Optics Express în doar o zi.
Astăzi, filmele subțiri de metal sunt utilizate pe scară largă în senzori chimici și biologici compacti, detectoare de lumină, celule solare și elemente ale calculatoarelor optice. Cel mai bun material pentru acestea și nanostructurile bazate pe acestea este aurul - un metal cu o conductivitate electrică extrem de ridicată și rezistență la oxidare. Cu toate acestea, pentru a fabrica astfel de nanodevici cu parametrii specifici, este necesar să măsurați extrem de exact proprietățile lor optice. De obicei, cercetătorii folosesc date tabulare din lucrări publicate acum aproape jumătate de secol.
În acest timp, tehnica s-a schimbat semnificativ - nu numai măsurarea, ci și producerea de filme se face diferit, ceea ce afectează atât proprietățile lor, cât și acuratețea măsurătorilor. Fizicienii de la Institutul de fizică și tehnologie din Moscova au selectat condițiile inițiale optime (viteza de depunere și temperatura substratului) pentru a obține cele mai bune proprietăți optice pentru filmele măsurate.
Au fost cultivate pe un substrat de siliciu purificat plasat într-o cameră de vid. Un recipient cu un mic fragment de aur a fost așezat vizavi de acesta. Un fascicul de electroni accelerat de un câmp magnetic era îndreptat către acesta. Cu ajutorul său, aurul a fost topit și evaporat. Moleculele de metal nobil „s-au întors” spre substrat, s-au așezat pe el și s-au solidificat. Această metodă de obținere a filmelor ultrapure și ultratinice se numește evaporarea fasciculului de electroni.
Pregătirea unei probe (o peliculă subțire de aur) pentru măsurători pe un elipsometru spectral. MIPT FOTO
Drept urmare, autorii lucrării au reușit să afle că, până la o grosime de până la 80 de nanometri, proprietățile optice ale filmelor subțiri de aur practic nu se schimbă odată cu modificarea grosimii. Cu toate acestea, cu o grosime mai mică de 80 nanometri, pierderea optică, precum și rezistivitatea în curent continuu pentru aur crește semnificativ. Aceste date pot fi utilizate pentru a proiecta și crea filme metalice chiar mai subțiri. Acestea vor ajuta la crearea de dispozitive optoelectronice fundamental noi, care sunt la cerere în diverse domenii. Astfel de pelicule de aur cu grosimea de 40 nm sunt deja folosite pentru a crea biosenzori extrem de sensibili.
IVAN ORTEGA
Video promotional:
