Эффект Бенджамина Баттона: созданы серебряные пленки, улучшающие свойства с течением времени
В НОЦ Функциональные Микро/Наносистемы на базе МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» созданы эпитаксиальные серебряные пленки, улучшающие свои свойства с течением времени. Уникальными долгожителями стали пленки металлов, осажденные по запатентованной SCULL-технологии НОЦ ФМН.
Серебро и золото — наиболее востребованные в оптике и плазмонике материалы, спектр использования которых охватывает интегральные плазмонные устройства, элементы вычислительных систем и различные функциональные покрытия. Серебро имеет самые низкие оптические потери в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, но при этом имеет большой недостаток: значительное ухудшение свойств с течением времени. Исследование механизмов деградации серебра и поиск решений для ее предотвращения являются важной и актуальной научной задачей.
Следы деградации пленок проявились спустя 7–19 месяцев после осаждения: на поверхности металлов возникли объемные структуры, разрывы и прочие дефекты. При этом в химическом составе образцов присутствия связей серебра с активными химическими элементами (AgCl, Ag2S, Ag2O, Ag2CO3) обнаружено не было, что говорит о том, что интенсивность деградации пленок определяется другими факторами. В их числе — уровень шероховатости металлов, количество дефектов на их поверхности, а также наличие внутренних остаточных напряжений, возникших в процессе роста структуры.
Наилучшую стабильность с точки зрения сохранения своих свойств продемонстрировали пленки монокристаллического серебра толщиной 35–50 нм, осажденные по запатентованной SCULL-технологии. Более того, по результатам исследований доказано, что со временем они улучшают свою структуру с одновременным изменением морфологии поверхности. 
Результаты проведенной работы дали исследователям возможность предложить механизм изменения характеристик металлических тонких пленок, связанный с распределением внутренних напряжений и склонностью серебряных слоев к несмачиванию поверхности и образованию капель. В рамках предложенного командой НОЦ ФМН и ИТПЭ РАН механизма объясняются характер зависимостей шероховатости и оптических характеристик пленок разных толщин от времени.
Результаты исследований представлены в публикации Epitaxial Silver Films Morphology and Optical Properties Evolution over Two Years в журнале Coatings.
Прямо сейчас мы готовим обзорный материал о работе НОЦ ФМН и уже совсем скоро выпустим статью с уникальными кадрами из «Чистой комнаты» и расскажем вам о том, какое место занимает наш Университет в квантовой гонке!
