Учени от Московския институт по физика и технологии определиха оптичните свойства на ултратънките златни филми, актуализирайки данни, които не са се променили от 1972 г.
Изследователи от Московския физико-технологичен институт, ръководени от Валентин Волков, прецизно измерват оптичните константи на ултра тънки златни филми с дебелина от 20 до 200 нанометра (нанометър е милиард от метър). Такива филми са един от основните елементи на микро- и нанооптичните и оптоелектронните устройства. Резултатите от работата ще бъдат използвани за създаване на различни сензори и усъвършенствани електронни устройства. Съответната статия от руски учени оглави най-добрите изтегляния на уебсайта Optics Express само за ден.
Днес тънките метални филми се използват широко в компактни химически и биологични сензори, светлинни детектори, слънчеви клетки и елементи на оптични компютри. Най-добрият материал за тях и наноструктурите, базирани на тях, е златото - метал с изключително висока електрическа проводимост и устойчивост на окисляване. Въпреки това, за да се произвеждат такива наноустройства с определени параметри, е необходимо да се измерват изключително точно техните оптични свойства. Обикновено изследователите използват таблични данни от произведения, публикувани преди почти половин век.
През това време техниката се промени значително - не само измерването, но и производството на филми се извършва по различен начин, което се отразява както върху техните свойства, така и на точността на измерванията. Физици от Московския институт за физика и технология избраха оптималните първоначални условия (скорост на отлагане и температура на основата), за да получат най-добрите оптични свойства за измерваните филми.
Те се отглеждат върху пречистен силиконов субстрат, поставен във вакуумна камера. Срещу него беше поставен контейнер с микро фрагмент от злато. Към него беше насочен лъч от електрони, ускорен от магнитно поле. С негова помощ златото се стопява и изпарява. Молекулите от благородния метал „отскочиха“към субстрата, настаниха се върху него и се втвърдиха. Този метод за получаване на ултрачисти и ултра тънки филми се нарича изпаряване на електронно лъче.
Подготовка на проба (тънък златен филм) за измервания на спектрален елипсометър. ФОТО MIPT
В резултат авторите на работата успяха да установят, че до дебелина до 80 нанометра оптичните свойства на тънките златни филми практически не се променят с промяна в дебелината. Въпреки това, с дебелина под 80 нанометра, оптичните загуби, както и постояннотоковото съпротивление на златото се увеличават значително. Тези данни могат да бъдат използвани за проектиране и създаване на още по-тънки метални филми. Те ще помогнат в създаването на принципно нови оптоелектронни устройства, които са в търсенето в различни области. Такива златни филми с дебелина 40 nm вече се използват за създаване на високочувствителни биосензори.
IVAN ORTEGA
Промоционално видео: