Методика шаблонного выпаривания позволяет с легкостью создавать массивы наноотверстий из металлических пленок
 Шаблон из кремния, при помощи которого ученые из США предлагают создавать металлические массивы наноотверстий для исследования экстраординарного оптического пропускания. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
После открытия чуть более 10 лет назад так называемого экстраординарного оптического пропускания, для развития методик биохимического зондирования, солнечной энергетики и спектроскопии комбинационного рассеяния ученые всего мира вплотную занялись исследованиями плазмонных массивов наноотверстий, в которых может происходить данное явление. Эффект заключается в том, что в металлических пленках с наноотверстиями определенной структуры, вопреки ожиданиям, возможно пропускание световых волн. На сегодняшний день ученым известно, что данное явление связано с возникновением на поверхности металлического массива с наноотверстиями так называемых поверхностных плазмонов - полляритонов (коллективных возбуждений свободных носителей тока, т.е. электронов, вблизи поверхности металла).
Одна из основных проблем, с которыми им пришлось столкнуться ученым, исследовавшим данный эффект, заключается в сложностях, связанных с производством массивов металлических наноотверстий (по сравнению с аналогичными кремниевыми массивами, которые могут проектироваться буквально на атомарном уровне). На данный момент широко распространены только достаточно дорогая шаблонная литография и методика, основанная на идее травления. Но в идеальном случае ученые хотели бы воспроизводить на металле наноструктуры, которые на сегодняшний день свободно создаются из кремния. Это позволило бы им использовать в исследованиях все существующие на сегодняшний день работы в области обработки и структурирования кремния.
В качестве решения этой проблемы группа ученых из University of Minnesota-Twin Cities (США) предложила использовать методику, основанную на идее испарения металла «по шаблону» из кремния. Методика была предложена ранее другой научной группой для применения в задачах сканирующей туннельной микроскопии, и уже не раз хорошо показала себя на практике. Однако американские исследователи оказались первыми, кто применил данную технологию для производства массивов наноотверстий в металлических пленках для последующего использования в изучении экстраординарного оптического пропускания.
Хотя техника и не была новой, ранее никто не пробовал с ее помощью производить большие по площади образцы. Своей работой американские ученые доказали, что это возможно. В качестве результата они представили металлический массив наноотверстий длиной порядка 1 см. При этом наноотверстия формировались в оптически-толстой (более 100 нм толщиной) металлической пленке. Кроме этого, исследователи показали, что разработанная ими структура может использоваться для биологических плазмонных датчиков, т.к. использованное ими серебро является биологически совместимым.
Детали работы были опубликованы в журнале ACS Nano.
Также по теме:
Источники: