Vědci z Moskevského fyzikálního a technologického institutu určili optické vlastnosti ultratenkých zlatých filmů a aktualizovali údaje, které se od roku 1972 nezměnily.
Vědci z Moskevského fyzikálního a technologického institutu pod vedením Valentina Volkova přesně změřili optické konstanty ultratenkých zlatých filmů o tloušťce 20 až 200 nanometrů (nanometr je miliardtina metru). Takové filmy jsou jedním z hlavních prvků mikro- a nano-optických a optoelektronických zařízení. Výsledky práce budou použity k vytvoření různých senzorů a pokročilých elektronických zařízení. Odpovídající článek ruských vědců dosáhl nejlepších výsledků na webu Optics Express za jediný den.
V dnešní době se tenké kovové fólie široce používají v kompaktních chemických a biologických senzorech, detektorech světla, solárních článcích a prvcích optických počítačů. Nejlepší materiál pro ně a nanostruktury založené na nich jsou zlato - kov s extrémně vysokou elektrickou vodivostí a odolností vůči oxidaci. Abychom však mohli vyrábět takové nanotechnologie se stanovenými parametry, je nutné měřit jejich optické vlastnosti velmi přesně. Vědci obvykle používají tabulková data z prací publikovaných téměř před půl stoletím.
Během této doby se technika výrazně změnila - nejen měření, ale také výroba filmů se provádí jinak, což ovlivňuje jak jejich vlastnosti, tak i přesnost měření. Fyzici z Moskevského ústavu fyziky a technologie vybrali optimální počáteční podmínky (rychlost nanášení a teplotu substrátu), aby získali nejlepší optické vlastnosti pro měřené filmy.
Pěstovaly se na čištěném silikonovém substrátu umístěném ve vakuové komoře. Naproti ní byla umístěna nádoba s mikročásticemi zlata. Zaměřil se na něj paprsek elektronů zrychlený magnetickým polem. S jeho pomocí bylo zlato roztaveno a odpařeno. Molekuly vzácného kovu se „odrazily“k substrátu, usadily se na něm a ztuhly. Tento způsob získávání ultračistých a ultratenkých filmů se nazývá odpařování elektronovým paprskem.
Příprava vzorku (tenký film zlata) pro měření na spektrálním elipsometru. FOTO MIPT
Výsledkem bylo, že se autorům práce podařilo zjistit, že až do tloušťky až 80 nanometrů se optické vlastnosti tenkých zlatých filmů se změnou tloušťky prakticky nemění. S tloušťkou menší než 80 nanometrů se však optická ztráta a stejnosměrný odpor u zlata výrazně zvyšují. Tato data lze použít k návrhu a vytvoření ještě tenčích kovových filmů. Pomohou při vytváření zásadně nových optoelektronických zařízení, která jsou požadována v různých oborech. Takové zlaté filmy o tloušťce 40 nm se již používají k vytváření vysoce citlivých biosenzorů.
IVAN ORTEGA
Propagační video: