Forskare vid Moskva Institutet för fysik och teknik har bestämt de optiska egenskaperna hos ultratunna guldfilmer och uppdaterat data som inte har förändrats sedan 1972.
Forskare från Moskva Institutet för fysik och teknik, under ledning av Valentin Volkov, har noggrant mätt de optiska konstanterna i ultratunna guldfilmer med en tjocklek på 20 till 200 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter). Sådana filmer är ett av huvudelementen i mikro- och nano-optiska och optoelektroniska enheter. Resultaten av arbetet kommer att användas för att skapa olika sensorer och avancerade elektroniska enheter. Motsvarande artikel av ryska forskare toppade de bästa nedladdningarna på Optics Express-webbplatsen på bara en dag.
Idag används tunna metallfilmer ofta i kompakta kemiska och biologiska sensorer, ljusdetektorer, solceller och element i optiska datorer. Det bästa materialet för dem och nanostrukturer baserade på dem är guld - en metall med extremt hög elektrisk ledningsförmåga och motståndskraft mot oxidation. För att tillverka sådana nanodelar med specificerade parametrar är det emellertid nödvändigt att mäta deras optiska egenskaper extremt exakt. Vanligtvis använder forskare tabelluppgifter från verk publicerade för nästan ett halvt sekel sedan.
Under denna tid har tekniken förändrats markant - inte bara mätning utan även produktion av filmer görs annorlunda, vilket påverkar både deras egenskaper och mätningens noggrannhet. Fysiker från Moskva institutet för fysik och teknik valde de optimala initiala förhållandena (avsättningshastighet och substrattemperatur) för att få de bästa optiska egenskaperna för filmerna som mäts.
De odlades på ett renat kiselsubstrat placerat i en vakuumkammare. Mittemot en container med ett mikrofragment av guld placerades. En elektronstråle som accelererades av ett magnetfält riktades mot den. Med sin hjälp smältes guld och indunstades. Ädelmetallmolekylerna "studsade" mot substratet, satte sig på det och stelnade. Denna metod för att erhålla ultrapure- och ultratinfilmer kallas elektronstråleindunstning.
Beredning av ett prov (en tunn film av guld) för mätningar på en spektralellipsometer. FOTO MIPT
Som ett resultat lyckades författarna av verket ta reda på att upp till en tjocklek på upp till 80 nanometer förändras de optiska egenskaperna för tunna guldfilmer praktiskt taget inte med en förändring i tjocklek. Med en tjocklek på mindre än 80 nanometer ökar emellertid optisk förlust såväl som DC-resistivitet för guld avsevärt. Dessa data kan användas för att designa och skapa ännu tunnare metallfilmer. De kommer att hjälpa till med att skapa grundläggande nya optoelektroniska enheter som efterfrågas inom olika områden. Sådana 40 nm tjocka guldfilmer används redan för att skapa mycket känsliga biosensorer.
IVAN ORTEGA
Kampanjvideo:
