Pro přípravu vrstev černých kovů využíváme PVD technik (vakuové napařování, magnetronové naprašování, pulzní laserová depozice). Mezi studované kovy patří např. Au, Al, Ag, Pd. Při přípravě vrstev černých kovů je zkoumán vliv depozičních podmínek a možnosti jejich řízení s cílem dosáhnout požadovaných vlastností. Mezi ovlivňované parametry vrstev patří zejména tloušťka, drsnost, mikro a nanostruktura, které významně ovlivňují poměr plochy a objemu, chování plasmonu, a následně optické a elektrické vlastnosti. Za tímto účelem jsou také vyvíjeny nové depoziční systémy pro magnetronové naprašování a vakuové napařování.
Optické vlastnosti jsou studovány pomocí spektrofotometrie s využitím integrační koule, FTIR a spektrální elipsometrie (UV-IČ). Elektrické vlastnosti jsou charakterizovány pomocí měření vodivosti, Hallova měření a impedanční spektroskopie. Strukturní a mikrostrukturní vlastnosti charakterizujeme pomocí XRD a AFM. Morfologie a složení vrstev je analyzována pomocí SEM a SEM-EDX. Pro charakterizaci objemových defektů se využívá pozitronová anihilační spektroskopie.
Vlastnosti vrstev černého hliníku v závislosti na koncentraci dusíku v pracovním plynu během depozice
Pro aplikaci v senzorice, ve spolupráci s VŠCHT v Praze, se předpokládá využití v křemenných krystalových rezonátorech s citlivými vrstvami obsahujícími černé kovy dekorované organickými receptory (ftalocyaniny a porfyriny). Tyto senzory budou využívány pro detekci plynných analytů obsahujících v molekule dusík, a to včetně taggantů výbušnin. Hodnoty jejich mechanických parametrů (střižného modulu pružnosti a akustické impedance) jsou blízké hodnotám pro křemen – v synergii s malým množstvím organických látek, které splní roli receptorů specifických pro daný analyt. Tento přístup sníží mez detekce a zdokonalí selektivitu křemenného krystalového rezonátoru při zachování vysoké hodnoty činitele jakosti.
Princip využití černých kovů v senzorech plynů založených na krystalové mikrováze
Pro aplikaci v optice a optoelektronice je cílem zajistit maximální absorpci elektromagnetického záření v daném rozsahu vlnových délek, kdy difuzní reflektivita nepřekračuje 5 %. Předpokládá se využití struktur jako absorbéry pro detektory, solární panely a displeje. Pro modifikaci vlastností struktur s černými kovy je též zkoumána interakce s intenzivním laserovým zářením.
Publikace k tématice:
