Cuando se trata de características extremadamente finas y precisas, un microscopio electrónico de barrido SEM no tiene rival. Un haz de electrones enfocado puede depositar directamente características complejas en un sustrato en un solo paso Deposición inducida por haz de electrones, EBID.Esta es una técnica establecida para el oro, el platino, el cobre y otros metales, la escritura directa de plata con haz de electrones se mantuvo esquiva. Sin embargo, la plata de metales nobles promete aplicaciones potenciales especialmente interesantes en nano-óptica en tecnología de la información. Por primera vez, un equipo deEl HZB y los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales EMPA han realizado con éxito la deposición local de nanocristales de plata por EBID. Los resultados han sido publicados en la revista de la American Chemical Society Interfaces de materiales aplicados de ACS .
Química desafiante
La química de los compuestos de plata típicos es extremadamente desafiante. Son difíciles de evaporar y altamente reactivos. Durante el calentamiento en la unidad de inyección, tienden a reaccionar químicamente con las paredes del depósito. A lo largo de su recorrido desde el depósito hasta la punta decon la aguja, estos compuestos se congelan nuevamente a la menor caída de temperatura y obstruyen el tubo. "Nos tomó mucho tiempo y esfuerzo diseñar una nueva unidad de inyección y encontrar un compuesto de plata adecuado", explica la doctora Katja Höflich, física de HZB.quien llevó a cabo los experimentos como parte de una beca posdoctoral de Helmholtz en EMPA. "Finalmente, lo logramos. El dimetilbutirato de plata compuesto permanece estable y se disocia solo en el foco del haz de electrones". Höflich y sus colegas utilizaron el método EBID para crearáreas definidas con precisión de pequeños nanocristales de plata por primera vez.
Escribiendo con el haz de electrones
El principio funciona de la siguiente manera: pequeñas cantidades de una sustancia precursora, típicamente un compuesto organometálico, se inyectan en la cámara de vacío del SEM cerca de la superficie de la muestra con una aguja. Donde el haz de electrones golpea la muestrasuperficie, las moléculas precursoras se disocian y sus componentes no volátiles se depositan en su lugar. El haz de electrones puede moverse como una pluma sobre el sustrato para crear las características deseadas. Para muchas sustancias precursoras esto funciona incluso en tres dimensiones.
La plata es un concentrador de luz
Las nanoestructuras plateadas fabricadas poseen propiedades ópticas notables: la luz visible puede excitar los electrones libres en el metal en oscilaciones denominadas plasmones. Los plasmones van acompañados de una iluminación extrema. La información sobre la composición de las superficies se puede obtener del color yintensidad de esta luz dispersa. Este efecto puede utilizarse en la espectroscopía Raman para detectar la huella digital de moléculas específicas que se unen a la superficie de plata, hasta el nivel de una sola molécula. Por lo tanto, las nanoestructuras de plata son buenos candidatos como sensores de explosivos ootros compuestos peligrosos
Una visión para el futuro: componentes para computación óptica
Se pueden concebir más aplicaciones en la tecnología de la información futura: las nanoestructuras de plata complejas pueden constituir la base para el procesamiento de información puramente óptico. Para darse cuenta de esto, el proceso debe ser refinado, de modo que las características complejas se puedan escribir directamente como sea posible para otros compuestos precursores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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