Straturi optice inginerite schimbă modul în care filmele ultrathin de aur se descompun sub laser
Un studiu publicat în IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics arată că proprietățile optice ale straturilor de sub un film de aur de 10 nanometri pot influența modul în care acesta se destramă sub acțiunea laserului, chiar și atunci când compoziția chimică rămâne identică. Cercetarea deschide o cale nouă de control asupra procesului de dewetting indus de laser, fenomen în care un film continuu se retrage în structuri insulare de dimensiuni nanometrice.
Dewetting-ul indus de laser este considerat mai precis, mai rapid și mai flexibil decât cel termic, fiind promițător pentru structurarea filmelor metalice subțiri. Aplicațiile includ imprimarea plasmonică de culoare cu laser și fabricarea de metasuprafețe gravate pe substrat. În alte cazuri, precum acoperirile de ferestre cu emisivitate redusă sau dispozitivele plasmonice la scară nanometrică, fenomenul este nedorit, deoarece scurtează durata de viață a acoperirilor și degradează performanța dispozitivelor.
Patru probe, aceeași compoziție chimică, structuri optice diferite
Cercetătorii au fabricat patru probe cu compoziție chimică identică, dar cu structuri optice diferite sub filmul de aur de 10 nm, variind grosimea straturilor de silice și aur de dedesubt. Două dintre probe au prezentat comportamentul solid de dewetting așteptat, în timp ce celelalte două au arătat caracteristici nedocumentate anterior, inclusiv distribuții largi de dimensiuni ale particulelor, la scară nano- și micrometrică, și modele spațiale complexe.
Rezultatele indică faptul că efectele optice nonlocale, alături de cele termice, capilare și de dinamică a fluidelor, influențează procesul de dewetting. Simulările cu elemente finite au exclus variațiile locale ale câmpului electric drept cauză a comportamentului observat.
Implicații pentru controlul morfologiei particulelor
Conform autorilor citați în studiu, rezultatele oferă o modalitate distinctă de a controla morfologiile particulelor formate în urma dewetting-ului prin inginerirea cavității optice de sub film. Această abordare poate spori flexibilitatea în controlul dinamicii dewetting-ului dincolo de metodele convenționale și poate contribui chiar la reducerea fenomenului în situațiile în care daunele induse de laser sunt nedorite.
