Des scientifiques de l'Institut de physique et de technologie de Moscou ont déterminé les propriétés optiques des films d'or ultra-minces, mettant à jour des données qui n'ont pas changé depuis 1972.
Des chercheurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou, dirigé par Valentin Volkov, ont mesuré avec précision les constantes optiques de films d'or ultra-minces d'une épaisseur de 20 à 200 nanomètres (un nanomètre est un milliardième de mètre). Ces films sont l'un des principaux éléments des dispositifs micro et nano-optiques et optoélectroniques. Les résultats des travaux seront utilisés pour créer divers capteurs et dispositifs électroniques avancés. L'article correspondant rédigé par des scientifiques russes a dépassé les meilleurs téléchargements sur le site Web d'Optics Express en une journée.
Aujourd'hui, les films métalliques minces sont largement utilisés dans les capteurs chimiques et biologiques compacts, les détecteurs de lumière, les cellules solaires et les éléments d'ordinateurs optiques. Le meilleur matériau pour eux et les nanostructures basées sur eux est l'or - un métal avec une conductivité électrique et une résistance à l'oxydation extrêmement élevées. Cependant, afin de fabriquer de tels nanodispositifs avec des paramètres spécifiés, il est nécessaire de mesurer leurs propriétés optiques de manière extrêmement précise. En règle générale, les chercheurs utilisent des données tabulaires d'ouvrages publiés il y a près d'un demi-siècle.
Pendant ce temps, la technique a considérablement changé - non seulement la mesure, mais aussi la production de films se fait différemment, ce qui affecte à la fois leurs propriétés et la précision des mesures. Des physiciens de l'Institut de physique et de technologie de Moscou ont sélectionné les conditions initiales optimales (vitesse de dépôt et température du substrat) pour obtenir les meilleures propriétés optiques des films mesurés.
Ils ont été cultivés sur un substrat de silicium purifié placé dans une chambre à vide. Un récipient avec un micro-fragment d'or a été placé en face. Un faisceau d'électrons accéléré par un champ magnétique était dirigé vers lui. Avec son aide, l'or a été fondu et évaporé. Les molécules de métaux nobles "rebondissent" vers le substrat, se déposent dessus et se solidifient. Cette méthode d'obtention de films ultrapures et ultrafines est appelée évaporation par faisceau d'électrons.
Préparation d'un échantillon (une fine couche d'or) pour les mesures sur un ellipsomètre spectral. PHOTO MIPT
En conséquence, les auteurs des travaux ont réussi à découvrir que, jusqu'à une épaisseur allant jusqu'à 80 nanomètres, les propriétés optiques des couches minces d'or ne changent pratiquement pas avec un changement d'épaisseur. Cependant, avec une épaisseur inférieure à 80 nanomètres, la perte optique ainsi que la résistivité CC de l'or augmentent considérablement. Ces données peuvent être utilisées pour concevoir et créer des films métalliques encore plus minces. Ils aideront à la création de dispositifs optoélectroniques fondamentalement nouveaux qui sont en demande dans divers domaines. De tels films d'or de 40 nm d'épaisseur sont déjà utilisés pour créer des biocapteurs très sensibles.
IVAN ORTEGA
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