Znanstveniki moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo so določili optične lastnosti ultra tankih zlatih filmov in posodobili podatke, ki se od leta 1972 niso spremenili.
Raziskovalci moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo, ki jih vodi Valentin Volkov, so natančno izmerili optične konstante ultra tankih zlatih filmov debeline od 20 do 200 nanometrov (nanometer je milijarda metra). Takšni filmi so eden glavnih elementov mikro- in nano-optičnih in optoelektronskih naprav. Rezultati dela bodo uporabljeni za ustvarjanje različnih senzorjev in naprednih elektronskih naprav. Ustrezni članek ruskih znanstvenikov je v samo enem dnevu prevzel največje število prenosov na spletni strani Optics Express.
Danes se tanke kovinske folije pogosto uporabljajo v kompaktnih kemičnih in bioloških senzorjih, detektorjih svetlobe, sončnih celicah in elementih optičnih računalnikov. Najboljši material zanje in nanostrukture na njihovi osnovi je zlato - kovina z izjemno visoko električno prevodnostjo in odpornostjo na oksidacijo. Vendar pa je za izdelavo takih nanodelcev z določenimi parametri potrebno izmeriti njihove optične lastnosti izjemno natančno. Značilno je, da raziskovalci uporabljajo tabelarne podatke iz del, objavljenih pred skoraj pol stoletja.
V tem času se je tehnika izrazito spremenila - ne samo merjenje, ampak tudi izdelava filmov poteka drugače, kar vpliva tako na njihove lastnosti kot na natančnost meritev. Fiziki z moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo so izbrali optimalne začetne pogoje (hitrost nalaganja in temperaturo podlage), da bi dobili najboljše optične lastnosti filmov, ki se merijo.
Gojili so jih na prečiščenem silicijevem substratu, nameščenem v vakuumski komori. Nasproti nje je bila postavljena posoda z mikro fragmentom zlata. Nanj je bil usmerjen snop elektronov, ki ga pospeši magnetno polje. Z njeno pomočjo se je zlato topilo in izhlapevalo. Molekule plemenite kovine so "odskočile" proti podlagi, se usedle nanjo in strdile. Ta metoda pridobivanja ultračistih in ultra tankih filmov se imenuje izhlapevanje elektronskih žarkov.
Priprava vzorca (tanka folija zlata) za meritve na spektralnem elipsometru. FOTOGRAFIJA MIPT
Kot rezultat tega je avtorjem dela uspelo ugotoviti, da se do spremembe debeline do 80 nanometrov optične lastnosti tankih zlatih filmov s spremembo debeline praktično ne spremenijo. Vendar se z debelino, manjšo od 80 nanometrov, optična izguba kot tudi enosmerno upornost zlata znatno povečata. Ti podatki se lahko uporabijo za oblikovanje in ustvarjanje še tanjših kovinskih filmov. Pomagali bodo pri ustvarjanju bistveno novih optoelektronskih naprav, ki so povpraševanje na različnih področjih. Takšni zlati filmi debeline 40 nm se že uporabljajo za ustvarjanje zelo občutljivih biosenzorjev.
IVAN ORTEGA
Promocijski video: