p Dispositivos plasmônicos, como superlentes, hiperlentes e guias de ondas plasmônicas - têm potencial estimulante para aplicações de pesquisa e comerciais porque permitem litografia óptica, imagem e guia de ondas a serem realizadas em resoluções abaixo do limite de difração de luz. Esses dispositivos geralmente requerem filmes de metal ultrafino de baixa perda, que são difíceis de fabricar usando as técnicas de deposição atuais. Os pesquisadores investigaram processos como deposição de camada de semente e recozimento térmico para reduzir a rugosidade da superfície e densidade de contorno de grão desses filmes. A data, Contudo, esses processos não têm sido muito bem-sucedidos. p Agora, Ee Jin Teo e colegas do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais, Cingapura, a Universidade de Hyogo, Japão, e a Universidade Nacional de Cingapura usaram processamento de feixe de íons de cluster de gás (GCIB) para suavizar filmes de metal ultrafinos e, assim, melhorar suas propriedades. Um GCIB consiste em milhares de moléculas de gás que são fracamente ligadas por forças de van der Waals. Esse feixe é capaz de suavizar as irregularidades da superfície e reduzir a espessura do filme com precisão nanométrica. Este processamento aumenta significativamente a ressonância e a propagação do plasmon de superfície, e permite a fabricação de filmes ultrafinos com resistividade elétrica e perda óptica extremamente baixas.

p Ao contrário dos feixes de íons de monômero usados ​​na moagem de feixe de íons convencional e corrosão de plasma, um aglomerado de moléculas de gás nitrogênio com uma energia de 20 quiloeletrons volts colidindo com um filme de prata pode fornecer uma alta densidade de energia a um volume relativamente pequeno:ainda assim, o aglomerado penetra a uma profundidade de apenas alguns nanômetros. O impacto do feixe no filme faz com que os átomos de prata nos picos da superfície se espalhem lateralmente em direção aos vales, vazios e limites de grãos. Além de produzir uma superfície mais lisa, este processamento triplica a largura do grão através da redeposição de átomos nos contornos dos grãos.

p O tratamento GCIB da equipe resultou em uma melhoria de até quatro vezes nas propriedades elétricas e ópticas de filmes com espessura de 12 nanômetros. "As características únicas da irradiação GCIB significam que em uma única etapa de irradiação podemos reduzir as perdas por espalhamento devido à rugosidade da superfície, limites e vazios de grãos, "observa Teo.

p A equipe de pesquisa também usou a técnica para alisar a superfície superior e as paredes laterais de guias de ondas de faixa de prata com padrão litográfico. aumentando os comprimentos de propagação de plasmons de superfície nestes guias de onda.

p "No futuro, pretendemos usar esta técnica para melhorar a pureza da cor dos filtros ou refletores plasmônicos, e também para aumentar a área padronizada de nanolitografia de superlentes, "diz Teo." Tais desenvolvimentos levarão a pesquisa plasmônica um passo mais perto da comercialização. "