Los científicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú han determinado las propiedades ópticas de las películas de oro ultradelgadas, actualizando datos que no han cambiado desde 1972.
Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, dirigido por Valentin Volkov, han medido con precisión las constantes ópticas de películas de oro ultrafinas con un espesor de 20 a 200 nanómetros (un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro). Estas películas son uno de los elementos principales de los dispositivos micro y nanoópticos y optoelectrónicos. Los resultados del trabajo se utilizarán para crear varios sensores y dispositivos electrónicos avanzados. El artículo correspondiente de científicos rusos encabezó las descargas principales en el sitio web Optics Express en solo un día.
Hoy en día, las películas delgadas de metal se utilizan ampliamente en sensores químicos y biológicos compactos, detectores de luz, células solares y elementos de computadoras ópticas. El mejor material para ellos y las nanoestructuras basadas en ellos es el oro, un metal con una conductividad eléctrica extremadamente alta y resistencia a la oxidación. Sin embargo, para fabricar tales nanodispositivos con parámetros específicos, es necesario medir sus propiedades ópticas con extrema precisión. Por lo general, los investigadores utilizan datos tabulares de trabajos publicados hace casi medio siglo.
Durante este tiempo, la técnica ha cambiado notablemente: no solo la medición, sino también la producción de películas se realiza de manera diferente, lo que afecta tanto a sus propiedades como a la precisión de las mediciones. Los físicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú seleccionaron las condiciones iniciales óptimas (velocidad de deposición y temperatura del sustrato) para obtener las mejores propiedades ópticas para las películas que se midieron.
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Se cultivaron sobre un sustrato de silicio purificado colocado en una cámara de vacío. Frente a él se colocó un recipiente con un micro-fragmento de oro. Se dirigió hacia él un haz de electrones acelerado por un campo magnético. Con su ayuda, el oro se fundió y se evaporó. Las moléculas de metales nobles "rebotaron" hacia el sustrato, se asentaron y solidificaron. Este método de obtención de películas ultrapuras y ultrafinas se denomina evaporación por haz de electrones.
Preparación de una muestra (una fina película de oro) para mediciones en un elipsómetro espectral. FOTO MIPT
Como resultado, los autores del trabajo lograron descubrir que, hasta un espesor de hasta 80 nanómetros, las propiedades ópticas de las películas delgadas de oro prácticamente no cambian con un cambio de espesor. Sin embargo, con un espesor de menos de 80 nanómetros, la pérdida óptica y la resistividad de CC para el oro aumentan significativamente. Estos datos se pueden utilizar para diseñar y crear películas de metal aún más delgadas. Ayudarán en la creación de dispositivos optoelectrónicos fundamentalmente nuevos que tienen demanda en varios campos. Estas películas de oro de 40 nm de espesor ya se utilizan para crear biosensores altamente sensibles.
IVAN ORTEGA
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