Forskere ved Moskva institutt for fysikk og teknologi har bestemt de optiske egenskapene til ultratynne gullfilmer, og oppdaterer data som ikke har endret seg siden 1972.
Forskere ved Moskva institutt for fysikk og teknologi, ledet av Valentin Volkov, har nøyaktig målt de optiske konstantene til ultratynne gullfilmer med en tykkelse på 20 til 200 nanometer (en nanometer er en milliarddel meter). Slike filmer er et av hovedelementene i mikro- og nano-optiske og optoelektroniske enheter. Resultatene fra arbeidet vil bli brukt til å lage forskjellige sensorer og avanserte elektroniske enheter. Den tilsvarende artikkelen fra russiske forskere toppet de beste nedlastningene på nettstedet Optics Express på bare en dag.
I dag er tynne metallfilmer mye brukt i kompakte kjemiske og biologiske sensorer, lysdetektorer, solceller og elementer fra optiske datamaskiner. Det beste materialet for dem og nanostrukturer basert på dem er gull - et metall med ekstremt høy elektrisk ledningsevne og motstand mot oksidasjon. For å fremstille slike nanodeler med spesifiserte parametere, er det imidlertid nødvendig å måle deres optiske egenskaper ekstremt nøyaktig. Typisk bruker forskere tabelldata fra verk publisert for nesten et halvt århundre siden.
I løpet av denne tiden har teknikken endret seg markant - ikke bare måling, men også produksjonen av filmer gjøres annerledes, noe som påvirker både deres egenskaper og målingens nøyaktighet. Fysikere fra Moskva institutt for fysikk og teknologi valgte de optimale startbetingelsene (avsettingshastighet og underlagstemperatur) for å oppnå de beste optiske egenskapene for filmene som måles.
De ble dyrket på et renset silisiumsubstrat plassert i et vakuumkammer. Overfor den hadde en beholder med et mikrofragment av gull plassert. En elektronstråle akselerert av et magnetfelt ble rettet mot den. Med sin hjelp ble gull smeltet og fordampet. Edelmetallmolekylene "spratt" mot underlaget, slo seg ned på det og størknet. Denne metoden for å oppnå ultrapure- og ultratinfilmer kalles elektronstrålefordampning.
Forberedelse av en prøve (en tynn film av gull) for målinger på et spektralt ellipsometer. FOTO MIPT
Som et resultat klarte forfatterne av arbeidet å finne ut at opptil en tykkelse på opptil 80 nanometer, de optiske egenskapene til tynne gullfilmer praktisk talt ikke endres med endring i tykkelse. Imidlertid øker optisk tap så vel som DC-resistivitet for gull betydelig med en tykkelse på mindre enn 80 nanometer. Disse dataene kan brukes til å designe og lage enda tynnere metallfilmer. De vil hjelpe til med å lage grunnleggende nye optoelektroniske enheter som etterspørres innen forskjellige felt. Slike 40 nm tykke gullfilmer er allerede brukt til å lage høysensitive biosensorer.
IVAN ORTEGA
Salgsfremmende video:
