به گزارش ایسنا به نقل از ستاد نانو، این مطالعه که در مجله Advanced Science منتشر شده، از ترکیب یک قالب مسی فوقصاف و یک فرایند انتقال مبتنی بر پلیمر بهره میگیرد. پژوهشگران با این روش توانستهاند فیلم طلای پیوستهای با ضخامت تنها ۱.۵ نانومتر تولید کنند و در آزمایشی جداگانه نیز ساخت این فیلم را در مقیاس ویفر ۶ اینچی نشان دهند.
اهمیت این دستاورد در آن است که فیلم طلا پس از رشد روی بستر مسی، میتواند از آن جدا شده و به سطحی دیگر منتقل شود. به این ترتیب، سطحی که برای رشد مناسب فیلم انتخاب شده است، الزاماً همان سطحی نیست که در محصول نهایی مورد استفاده قرار میگیرد. این ویژگی میتواند آزادی عمل بیشتری برای طراحی ادوات انعطافپذیر و زیستی فراهم کند.
مس پیشتر نیز بهعنوان بستری مناسب برای رشد لایههای فوقنازک طلا شناخته شده بود، اما زبری سطح آن یک محدودیت جدی ایجاد میکرد. در فرایندهای قبلی، مس تبخیرشده به دلیل ساختار دانهای خود دارای ناهمواریهایی در مقیاس نانو بود. از آنجا که فیلم طلای فوقنازک از توپوگرافی سطح زیرین پیروی میکند، این ناهمواریها میتوانستند پیوستگی لایه را در ضخامتهای بسیار پایین مختل کنند.
پژوهشگران برای حل این مشکل، ابتدا مس را روی سیلیکون تکبلوری رشد دادند و سپس آن را از سطح سیلیکون جدا کردند. این فرایند، یک فویل مسی مستقل ایجاد میکند که سطح تماس آن با سیلیکون بسیار صاف است. استفاده از چنین سطحی به طلا اجازه میدهد پیش از آنکه ناهمواریهای سطحی موجب گسستگی لایه شوند، به ضخامتهای بسیار پایین برسد. در مرحله بعد، طلا روی این قالب مسی رشد داده شد و یک لایه پلیمری برای پشتیبانی از فیلم به آن افزوده شد. سپس مس زیرین حل شد و فیلم طلا آزاد شد. این فرایند دو نیاز متضاد را از یکدیگر جدا میکند: طلا میتواند روی سطحی بهینه برای رشد یکپارچه تشکیل شود، اما پس از تولید میتواند روی شیشه، پلاستیک، الاستومر یا سایر بسترهای موردنظر قرار گیرد.
این قالب مسی در واقع از دو مسیر به تشکیل فیلم پیوسته کمک میکند. از یک سو، برهمکنش قوی طلا و مس باعث میشود اتمهای طلا تمایل بیشتری به رشد لایهبهلایه داشته باشند و کمتر به شکل تودهها و جزایر سهبعدی تجمع کنند. از سوی دیگر، صافی بسیار بالای سطح مس مانع از آن میشود …
