Российские ученые разработали технологию, способную кардинально изменить подход к производству прозрачной и гибкой электроники. Команда исследователей из Сибири и Дальнего Востока представила метод, позволяющий формировать сверхтонкие золотые пленки толщиной около 5 нм при комнатной температуре, без использования адгезионных слоев и без криогенного охлаждения. Это решение ликвидирует ключевые барьеры, сдерживавшие промышленное внедрение прозрачных металлических электродов. Статья об исследовании опубликована в журнале Applied Surface Science.
Ключевым прорывом является то, что пленка сохраняет свои свойства на различных типах подложек, включая кремний и кварц, а также проявляет термическую стабильность. Это открывает дорогу к внедрению материала в многослойные и гибридные структуры современной электроники, включая гибкие дисплеи, прозрачные солнечные панели, нейроинтерфейсы и сенсорные системы. Новый подход позволяет России претендовать на лидерство в области высокотехнологичных материалов для оптоэлектроники и нанофотоники.
Разработка выполнена учеными Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова, Новосибирского государственного университета, Института автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток) и Дальневосточного федерального университета.
В основе технологии лежит импульсное лазерное осаждение в разряженной атмосфере. Благодаря тщательно подобранным параметрам давления и энергии лазерного импульса, достигается управляемое распределение энергии золотых атомов, что и позволяет создать непрерывную проводящую пленку.
Главное технологическое преимущество этой методики — ее совместимость с существующими производственными процессами. В отличие от традиционных решений, где требуются сложные многослойные конструкции и чувствительные условия, данный метод прост в реализации, масштабируем, и не требует использования редких или токсичных материалов.
Полученные пленки демонстрируют уникальный баланс между прозрачностью (72 % в видимом диапазоне) и низким электрическим сопротивлением (всего 30 Ом/кв). При этом добротность составляет 0.55 Ом-1/10, что делает материал одним из лучших кандидатов для прозрачных электродов в OLED-дисплеях, фотонных чипах, метаматериалах и гибкой носимой электронике. В ближайших планах исследователей — создание опытных образцов устройств и расширение технологии на другие металлы и функциональные покрытия.
Работы поддержаны Российским научным фондом (грант №24-79-10070).
Пресс-служба ИТ СО РАН
