Gli scienziati dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca hanno determinato le proprietà ottiche delle pellicole d'oro ultrasottili, aggiornando i dati che non sono cambiati dal 1972.
I ricercatori dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca, guidati da Valentin Volkov, hanno misurato accuratamente le costanti ottiche di pellicole d'oro ultrasottili con uno spessore da 20 a 200 nanometri (un nanometro è un miliardesimo di metro). Tali film sono uno degli elementi principali dei dispositivi micro e nanoottici e optoelettronici. I risultati del lavoro verranno utilizzati per creare vari sensori e dispositivi elettronici avanzati. L'articolo corrispondente di scienziati russi ha superato i download più alti sul sito Web di Optics Express in un solo giorno.
Oggi, le pellicole metalliche sottili sono ampiamente utilizzate in sensori chimici e biologici compatti, rivelatori di luce, celle solari ed elementi di computer ottici. Il materiale migliore per loro e per le nanostrutture basate su di essi è l'oro, un metallo con conducibilità elettrica estremamente elevata e resistenza all'ossidazione. Tuttavia, per produrre tali nanodispositivi con parametri specificati, è necessario misurare le loro proprietà ottiche in modo estremamente accurato. In genere, i ricercatori utilizzano dati tabulari da lavori pubblicati quasi mezzo secolo fa.
Durante questo periodo, la tecnica è cambiata notevolmente: non solo la misurazione, ma anche la produzione di film viene eseguita in modo diverso, il che influenza sia le loro proprietà che l'accuratezza delle misurazioni. I fisici dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca hanno selezionato le condizioni iniziali ottimali (velocità di deposizione e temperatura del substrato) per ottenere le migliori proprietà ottiche per i film misurati.
Sono stati coltivati su un substrato di silicio purificato posto in una camera a vuoto. Di fronte è stato posto un contenitore con un micro-frammento d'oro. Un raggio di elettroni accelerato da un campo magnetico è stato diretto verso di esso. Con il suo aiuto, l'oro è stato sciolto ed evaporato. Le molecole di metallo nobile "rimbalzavano" verso il substrato, si depositavano su di esso e si solidificavano. Questo metodo per ottenere film ultrapuri e ultrasottili è chiamato evaporazione del fascio di elettroni.
Preparazione di un campione (una sottile pellicola d'oro) per misurazioni su un ellissometro spettrale. FOTO MIPT
Di conseguenza, gli autori del lavoro sono riusciti a scoprire che fino a uno spessore fino a 80 nanometri, le proprietà ottiche delle pellicole d'oro sottili praticamente non cambiano con un cambiamento di spessore. Tuttavia, con uno spessore inferiore a 80 nanometri, la perdita ottica e la resistività CC per l'oro aumentano in modo significativo. Questi dati possono essere utilizzati per progettare e creare pellicole metalliche ancora più sottili. Aiuteranno nella creazione di dispositivi optoelettronici fondamentalmente nuovi che sono richiesti in vari campi. Tali pellicole d'oro spesse 40 nm sono già utilizzate per creare biosensori altamente sensibili.
IVAN ORTEGA
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