Videnskabsmænd ved Moskva Institut for Fysik og Teknologi har bestemt de optiske egenskaber ved ultratynde guldfilm og opdateret data, der ikke er ændret siden 1972.
Forskere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi, ledet af Valentin Volkov, har nøjagtigt målt de optiske konstanter i ultratynde guldfilm med en tykkelse på 20 til 200 nanometer (en nanometer er en milliarddel meter). Sådanne film er et af hovedelementerne i mikro- og nano-optiske og optoelektroniske enheder. Resultaterne af arbejdet vil blive brugt til at skabe forskellige sensorer og avancerede elektroniske enheder. Den tilsvarende artikel fra russiske forskere toppede de bedste downloads på Optics Express-webstedet på bare en dag.
I dag bruges tynde metalfilm i vid udstrækning i kompakte kemiske og biologiske sensorer, lysdetektorer, solceller og elementer fra optiske computere. Det bedste materiale til dem og nanostrukturer, der er baseret på dem, er guld - et metal med ekstrem høj elektrisk ledningsevne og modstand mod oxidation. For at fremstille sådanne nanodetekter med specificerede parametre er det imidlertid nødvendigt at måle deres optiske egenskaber ekstremt nøjagtigt. Forskere bruger typisk tabeldata fra værker, der blev offentliggjort for næsten et halvt århundrede siden.
I løbet af denne periode har teknikken ændret sig markant - ikke kun måling, men også produktionen af film udføres forskelligt, hvilket påvirker både deres egenskaber og målingernes nøjagtighed. Fysikere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi valgte de optimale startbetingelser (afsætningshastighed og underlagstemperatur) for at opnå de bedste optiske egenskaber for filmene, der måles.
De blev dyrket på et oprenset siliciumsubstrat anbragt i et vakuumkammer. Modsat placeredes en beholder med et mikrofragment af guld. En elektronstråle accelereret af et magnetfelt blev rettet mod den. Med sin hjælp blev guld smeltet og fordampet. Ædelmetalmolekylerne "hoppede" mod underlaget, satte sig på det og størkner. Denne metode til opnåelse af ultrapurefilm og ultrathinfilm kaldes elektronstrålefordampning.
Forberedelse af en prøve (en tynd film af guld) til målinger på et spektralt ellipsometer. FOTO MIPT
Som et resultat lykkedes det forfatterne af værket at finde ud af, at op til en tykkelse på op til 80 nanometer ændrer de optiske egenskaber ved tynde guldfilm praktisk talt ikke med en ændring i tykkelse. Med en tykkelse på mindre end 80 nanometer øges imidlertid optisk tab såvel som DC-resistivitet for guld markant. Disse data kan bruges til at designe og skabe endnu tyndere metalfilm. De vil hjælpe med at skabe grundlæggende nye optoelektroniske enheder, der efterspørges på forskellige områder. Sådanne 40 nm tykke guldfilm bruges allerede til at skabe meget følsomme biosensorer.
IVAN ORTEGA
Salgsfremmende video:
