Исследователи из Национального университета Пусана разработали способ изготовления стойких к окислению тонких пленок меди. Это открытие, которое может стать полезным для электронной, полупроводниковой и электрооптической промышленности.
“Стойкий к окислению Cu потенциально может заменить золото в полупроводниковых устройствах, что поможет снизить их стоимость”, — сказал ведущий исследователь Се Ен Чжон в заявлении для СМИ. “Стойкая к окислению медь также может снизить потребление электроэнергии, а также увеличить срок службы устройств с наносхемами”.
В статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи заявили, что предыдущие исследования показали, что окисление меди происходит из-за микроскопических “многоступенчатых” процессов на поверхности меди. Эти процессы происходят благодаря адатомам* меди (адсорбированных атомов), которые взаимодействуют с кислородом и обеспечивают образование оксидов. Вот почему монокристаллическая медь становится устойчивой к окислению.
Мы использовали метод, называемый эпитаксией атомного распыления, для выращивания плотно скоординированных плоских монокристаллических пленок меди. Мы смогли сохранить поверхности практически без дефектов и изготовить атомарно плоские пленки
Затем исследовательская группа использовала просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения (HR-TEM) для изучения пленок Cu. Они обнаружили, что пленка имела почти плоскую поверхность с редкими моноатомными ступенями. Затем они сравнили монокристаллические пленки Cu (111) с другими пленками Cu, которые имели более высокую шероховатость поверхности, и обнаружили, что, в отличие от других пленок, полученный материал был более устойчив к окислению, то есть кислороду очень трудно проникнуть через моноатомный материал.
Член исследовательской группы Чонг:
Новизна нашего исследования заключается в реализации атомарно плоских поверхностей, то есть поверхностей, которые являются плоскими на атомном уровне, а также в выяснении механизма устойчивости ультраплоских металлов к окислению
Хорошая новость еще и в том, что результаты этого исследования вносят значительный вклад не только в производство электроники и полупроводников, но и сможет помочь защитить бесценные бронзовые скульптуры по всему миру.
Nota bene
Адатом, или адсорбированный атом — атом, который находится на поверхности кристалла. Один атом, кластер из атомов, молекул или кластеров молекул можно обозначить одним термином как «адсорбированные частицы».
Использованы материалы:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04375-5
