Ученым впервые удалось создать цельную проводящую золотую пленку толщиной всего три нанометра без применения смачивающих промежуточных слоев и глубокого охлаждения основы. Инновационный метод изготовления сверхтонких прозрачных и электропроводящих золотых покрытий разработали специалисты Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН совместно с коллегами, говорится на сайте Российской академии наук.
При нанесении золота на поверхность изначально образуются изолированные островки — микроскопические области из наночастиц, не имеющие электрического соединения друг с другом. Для образования непрерывной проводящей пленки эти островки должны объединяться. Толщина, при достижении которой происходит такое объединение, известна как порог перколяции. Чем меньше этот показатель, тем тоньше и прозрачнее получается конечная пленка. Отечественные специалисты предложили альтернативный подход: регулировать порог перколяции путем изменения размера лазерного пятна на золотой мишени в процессе нанесения покрытия.
«Мы показали, что увеличение площади лазерного пятна при постоянной плотности энергии изменяет соотношение между кинетической энергией и потоком атомов золота, достигающих подложки. Это напрямую влияет на слияние золотых островков. При оптимальных условиях пленка становится проводящей уже при толщине три нанометра», — комментирует инженер лаборатории физико-химических процессов в энергетике ИТ СО РАН Данил Колосовский.
Компьютерное моделирование и практические эксперименты доказали эффективность предложенного метода. Созданные таким образом пленки характеризуются уникальным набором качеств: они демонстрируют минимальное электрическое сопротивление наряду с высокой степенью оптической прозрачности. Ранее подобные характеристики удавалось достичь исключительно благодаря применению специализированных промежуточных слоев или технологии криогенного охлаждения подложки.
Отечественное решение позволяет создавать новые типы тонких и гибких электродов для широкого спектра приложений, включая сенсорные экраны и гибкие дисплеи, солнечные батареи и OLED-дисплеи, медицинские датчики и устройства персонального мониторинга здоровья, а также контактные линзы дополненной реальности, в которых необходимы тонкие, биосовместимые и прозрачные проводящие элементы.
Ранее ученые совершили прорыв, который может кардинально изменить будущее электроники. Им удалось превратить германий — материал, широко используемый в компьютерных чипах и оптоволокне — в сверхпроводник. Подробнее об этом рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
