"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
17.10.2017 12:45 |
Объяснена трехмерность Вселенной
Британские, американские, немецкие и португальские физики предложили вероятное объяснение наблюдаемой трехмерности пространства (без учета временной . . . |
17.10.2017 12:42 |
Предсказана смертоносная солнечная вспышка
В ближайшие сто лет произойдет мощная солнечная вспышка, которая приведет к нарушению работы энергосистемы по всему миру, повреждению спутников и отключению . . . |
16.10.2017 22:43 |
Академик: наша новая задача – создать "радио" на гравитационных волнах
Открытие гравитационных волн и оптических следов слияния пульсаров ставит перед человечеством новую задачу – теперь ученые должны научиться управлять этими . . . |
16.10.2017 22:35 |
"Хаббл" сфотографировал галактику, похожую на космического "головастика"
Орбитальная обсерватория "Хаббл" получила детальные фотографии двух столкнувшихся галактик в созвездии Рака, чье столкновение заставило их "рассыпаться" на два . . . |
16.10.2017 22:24 |
Создан кофе из чеснока
Японский изобретатель-кулинар Йокитомо Симотаи (Yokitomo Shimotai) создал кофе из чеснока, в котором нет кофеина. Об этом сообщает The South China Morning Post. По словам 74-летнего . . . |
16.10.2017 20:21 |
Ученые выяснили, чем отличается работа сердца мужчин и женщин
Высокая смертность мужчин от болезней сердца и сосудов может объясняться тем, что мужчины чаще и раньше становятся жертвами аритмии сердца, связанной с развитием . . . |
16.10.2017 20:19 |
Астрономы раскрыли загадку рождения самых мощных космических лучей
Первый масштабный анализ свойств космических лучей, падающих на Землю, показал, что самые мощные из них возникают не внутри нашей Галактики, а далеко за ее . . . |
16.10.2017 20:11 |
Зонд "ЭкзоМарс" передал на Землю снимки марсианских облаков
Европейско-российский зонд "ЭкзоМарс-TGO" передал на Землю одну из первых цветных фотографий марсианских облаков, полученных космическим аппаратом почти сразу . . . |
16.10.2017 20:05 |
В МГУ сообщили, что помогло поймать гравитационные волны
Сеть роботов-телескопов МАСТЕР Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова помогла подтвердить открытие зарубежных ученых, которые в . . . |
16.10.2017 19:58 |
Ученые впервые зафиксировали свет от источника гравитационных волн
Ученые из США и Европы впервые одновременно зафиксировали световые следы и гравитационные волны, вызванные одним и тем же событием, сообщила Международная . . . |
16.10.2017 19:34 |
Зарегистрированы волны пространства-времени от слияния нейтронных звезд
Обсерватории Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и Virgo объявили об обнаружении гравитационных волн (возмущений пространства-времени) от слияния двух нейтронных . . . |
16.10.2017 19:32 |
Сахар оказался причиной смертоносного рака
Ученые из Левенского католического университета в Бельгии выяснили, что глюкоза провоцирует быстрый рост злокачественных опухолей. Потребление сахара, таким . . . |
16.10.2017 14:20 |
Ученые обнаружили самую северную стоянку древних людей в Западной Сибири
В ходе совместной экспедиции ученых геолого-географического факультета Томского государственного университета, Института археологии и этнографии СО РАН . . . |
16.10.2017 14:06 |
Учёные МФТИ определили оптические свойства сверхтонких плёнок золота Исследователи из МФТИ выполнили точные измерения диэлектрических (оптических) констант сверхтонких плёнок золота с толщинами от 20 до 200 нанометров (1 нанометр — это миллиардная часть метра) в оптическом диапазоне длин волн. В настоящее время тонкие плёнки золота — один из основных элементов микро- и наноразмерных оптических и оптоэлектронных устройств. Полученные результаты будут широко востребованы учеными. Работа опубликована в журнале Optics Express.
Ученые используют тонкие — толщиной всего в десятки нанометров — металлические пленки для создания компактных химических и биологических сенсоров, фотодетекторов, солнечных батарей, элементов оптических компьютеров. Ещё более тонкие металлические плёнки — толщиной менее 10 нм — могут быть не только проводящими, но вдобавок прозрачными и гибкими элементами таких приборов.
При разработке наноразмерных приборов наиболее популярным и хорошо себя зарекомендовавшим металлом является золото. Именно оно чаще всего используется в виде очень тонких плёнок или изготовленных из него наноструктур. Для разработки и оптимизации приборов необходимы точные данные по оптическим свойствам таких плёнок. В большинстве случаев исследователи используют табличные данные из работ, опубликованных почти полвека назад. Например, одной из самых популярных статей по оптическим константам золота до сих пор является "Optical constants of the noble metals" P. B. Johnson and R. W. Christy, датированная далёким 1972 годом. Согласно библиографической базе данных Scopus справочные константы из неё использовались в исследованиях, представленных по меньшей мере в 10 000 научных публикаций. Работы тех лет по оптическим свойствам тонких металлических плёнок можно считать подвигом, так как трудоёмкие экспериментальные исследования, требующие к тому же сложных расчётов, фактически проводились в докомпьютерную эпоху.
Чем тоньше, тем лучше
Современные приборы и практически безграничные возможности вычислительной техники позволяют проводить более детальные исследования тонких металлических плёнок. При этом известно, что оптические свойства таких плёнок, а следовательно и эффективность работы устройств, в которых они используются, зависят от многих факторов — толщины плёнки, скорости осаждения и температуры подложки, на которую осаждается плёнка. Учёные подобрали оптимальные начальные условия (скорость осаждения и температуру подложки) для получения наилучших оптических свойств. Далее при помощи спектральной эллипсометрии, рентгеновской дифрактометрии, электронной и атомно-силовой микроскопии были проведены необходимые измерения. Полученные результаты позволили детально изучить, как свойства тонких плёнок золота связаны с их структурой и средним размером зёрен.
Структура оказывает большое влияние на физические свойства, поскольку электроны проводимости рассеиваются на границах зёрен, подобно тому как шарик в пинболе теряет свою энергию на различных препятствиях. Оказалось, что оптические потери, а также удельное сопротивление постоянного тока, в случае золота значительно увеличиваются при толщине плёнки менее 80 нм. Авторами работы представлены справочные данные по оптическим константам золота для широкого диапазона длин волн — от 300 до 2000 нм — для тонких плёнок толщиной от 20 до 200 нм, когда плёнки можно считать объёмными. Эти результаты будут востребованы исследователями при разработке и оптимизации различных нанофотонных устройств и метаматериалов.
Технология мирового уровня
Чтобы создать такие плёнки, учёные использовали метод электронно-лучевого испарения. Подложку из очищенного кремния кладут в вакуумную систему. Напротив неё помещают ёмкость, в которой находятся куски металла, в нашем случае — золота. На куски металла направляется пучок электронов, ускоренный электрическим полем. Он быстро разогревает золото до жидкого состояния. Частицы золотых испарений летят в сторону подложки, оседают на ней и становятся твёрдыми. «Получается, что если поддерживать высокий вакуум, правильно прогревать металл и соблюдать все необходимые режимы, такой метод будет давать плёнки любой нужной толщины (в зависимости от времени испарения), а сами плёнки будут практически идеально гладкими — с шероховатостью меньше нанометра, — комментирует исследование заведующий лабораторией нанооптики и плазмоники Валентин Волков. — Мы продемонстрировали, что в России существуют технологии получения высококачественных тонких металлических плёнок с рекордными оптическими свойствами, которые могут использоваться в оптике и оптоэлектронике: при создании чувствительных и компактных биосенсоров, солнечных батарей, широкодиапазонных фотодетекторов и оптоэлектронных компонентов для вычислительных систем».
Подобные золотые плёнки толщиной около 40 нм уже используются для создания высокочувствительных биосенсоров.
По информации https://scientificrussia.ru/news/uchyonye-mfti-opredelili-opticheskie-svojstva-sverhtonkih-plyonok-zolota
|
16.10.2017 13:57 |
Почему на самом деле нужно спать в прохладной комнате
Учёные выяснили, что сон при прохладной температуре положительно влияет на организм и улучшает обмен веществ. В организме есть два вида жира: белый и бурый. Белый . . . |
16.10.2017 13:47 |
Шестое чувство: интуиция
Пять чувств человека Обоняние Осязание Зрение Слух Вкус Этими чувствами в той или иной степени обладают все здоровые люди. Впрочем, некоторые склонны считать, . . . |
16.10.2017 13:41 |
Будущее интернета вещей: от умных городов до киборгов
Сегодня общее количество устройств, которые относятся к интернету вещей достигло рекордных 20 миллиардов единиц по всему миру. Через год число датчиков и . . . |
16.10.2017 13:06 |
Краткая история теорий о происхождении жизни
Краткий обзор того, как ученые пытались ответить на вопрос, откуда мы все взялись. Древняя Греция Ведущие мыслители Древней Греции считали, что жизнь возникла . . . |
16.10.2017 13:00 |
Ученые: лишний вес и отсутствие высшего образования сокращают жизнь
Генетическое исследование с участием 606 059 человек выявило факторы, чаще всего сокращающие ожидаемую продолжительность жизни. Ученые из Эдинбургского . . . |
16.10.2017 08:28 |
Найдено эффективное средство от старения
Ученые из Университета Кейс Вестерн Резерв определили молекулярный механизм, который определяет продолжительность жизни червей и млекопитающих. Оказалось, что . . . |