Новый способ получения сверхтонких прозрачных и электропроводящих золотых покрытий разработали ученые из Института теплофизики им. Кутателадзе (ИТ СО РАН) совместно с коллегами из Института физики полупроводников им. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета.
Когда золото осаждается на поверхность, оно сначала образует отдельные крошечные участки из наночастиц. Чтобы получилась сплошная проводящая пленка, они должны срастись. Толщина, при которой это происходит, называется порогом перколяции. Чем он ниже, тем тоньше и прозрачнее проводящая пленка.
Чтобы максимально снизить порог, обычно добавляют специальные подслои или охлаждают поверхность до очень низких температур. Но команда из лаборатории физико-химических процессов в энергетике ИТ СО РАН предложила другое решение: управлять порогом перколяции с помощью изменения площади лазерного пятна на золотой мишени при осаждении.
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.
Результаты работы ученые подтвердили численным моделированием и экспериментами, в ходе которых полученные пленки демонстрировали низкое электрическое сопротивление и высокую прозрачность — сочетание свойств, которых раньше нельзя было добиться без специальных подслоев или охлаждения до криогенных температур.
Как отмечают исследователи, разработанная технология открывает путь к созданию прозрачных и гибких электродов нового поколения для сенсорных экранов и гибких дисплеев, солнечных батарей и OLED-светодиодов, медицинских и носимых сенсоров, а также контактных линз дополненной реальности, где требуются тончайшие биосовместимые и прозрачные проводники.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России разрабатывают токопроводящие чернила для гибкой электроники.
