Znanstvenici s moskovskog Instituta za fiziku i tehnologiju utvrdili su optička svojstva ultra tankih zlatnih filmova ažuriranjem podataka koji se nisu mijenjali od 1972. godine.
Istraživači s moskovskog Instituta za fiziku i tehnologiju, pod vodstvom Valentina Volkova, precizno su izmjerili optičke konstante ultra tankih zlatnih filmova debljine od 20 do 200 nanometara (nanometar je milijarda metra). Takvi su filmovi jedan od glavnih elemenata mikro- i nano-optičkih i optoelektronskih uređaja. Rezultati rada koristit će se za izradu različitih senzora i naprednih elektroničkih uređaja. Odgovarajući članak ruskih znanstvenika nadmašio je najviše preuzimanja na web mjestu Optics Express u samo dan.
Danas se tanki metalni folije široko koriste u kompaktnim kemijskim i biološkim senzorima, detektorima svjetla, solarnim ćelijama i elementima optičkih računala. Najbolji materijal za njih i nanostrukture na njima je zlato - metal izuzetno visoke električne vodljivosti i otpornosti na oksidaciju. Međutim, da bi se proizveli takvi nanode uređaji s određenim parametrima, potrebno je izuzetno precizno izmjeriti njihova optička svojstva. Istraživači obično koriste tablične podatke iz djela objavljenih prije gotovo pola stoljeća.
Tijekom tog vremena tehnika se značajno promijenila - ne samo da se mjerenje, već i proizvodnja filmova vrši različito, što utječe i na njihova svojstva i točnost mjerenja. Fizičari s moskovskog Instituta za fiziku i tehnologiju odabrali su optimalne početne uvjete (brzina taloženja i temperatura podloge) kako bi se dobila najbolja optička svojstva za filmove koji se mjere.
Uzgojene su na pročišćenom silicijskom supstratu smještenom u vakuumskoj komori. Nasuprot njemu postavljen je spremnik s mikro fragmentom zlata. Na nju je bio usmjeren snop elektrona ubrzan magnetskim poljem. Uz njegovu pomoć zlato se topi i isparava. Molekule plemenitih metala "odskočile" su prema supstratu, smjestile se na njemu i učvrstile. Ova metoda dobivanja ultračistih i ultra tankih filmova naziva se isparavanjem snopa elektrona.
Priprema uzorka (tanki film zlata) za mjerenja na spektralnom elipsometru. FOTO MIPT
Kao rezultat toga, autori rada uspjeli su saznati da se optičkim svojstvima tankih zlatnih filmova, s promjenom debljine, praktički ne mijenjaju, sve do debljine do 80 nanometara. Međutim, s debljinom manjom od 80 nanometara, optički gubitak, kao i istosmjerno otpornost zlata značajno se povećavaju. Ti se podaci mogu koristiti za oblikovanje i stvaranje još tanjih metalnih filmova. Oni će pomoći u stvaranju temeljno novih optoelektronskih uređaja koji su traženi u različitim područjima. Takvi zlatni filmovi debljine 40 nm već se koriste za stvaranje visoko osjetljivih biosenzora.
IVAN ORTEGA
Promotivni video: