Gli strati ottici ingegnerizzati modificano il modo in cui le pellicole d’oro ultrasottili si frammentano sotto la luce laser

La dewetting indotta dal laser destabilizza una pellicola sottile continua mediante la luce, facendola ritrarre in strutture nanometriche simili a isole. La tecnica è più rapida e precisa della dewetting termica, il che la rende potenzialmente utile per la strutturazione di pellicole metalliche. Tuttavia, controllare le dimensioni e la distribuzione delle strutture risultanti rimane difficile, mentre una dewetting indesiderata può ridurre la durata dei rivestimenti e compromettere i dispositivi nanometrici.

Uno studio pubblicato nell’IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics ha esaminato se ambienti ottici ingegnerizzati potessero offrire un maggiore controllo sul processo. I ricercatori hanno creato quattro campioni con la stessa composizione chimica, ma con strutture ottiche differenti sotto una pellicola d’oro di 10 nanometri. Hanno modificato lo spessore degli strati sottostanti di silice e oro per alterare l’ambiente ottico.

Due campioni hanno mostrato il comportamento previsto di dewetting allo stato solido. Gli altri due hanno prodotto caratteristiche precedentemente non riportate, comprese ampie distribuzioni delle dimensioni delle particelle, da quelle nanometriche a quelle micrometriche, oltre a complessi modelli spaziali.

I risultati suggeriscono che gli effetti ottici non locali influenzano la dewetting insieme agli effetti termici, capillari e fluidodinamici. Simulazioni a elementi finiti hanno escluso variazioni locali del campo elettrico come spiegazione del comportamento osservato.

I ricercatori affermano che l’ingegnerizzazione della cavità ottica sottostante potrebbe offrire un modo per controllare le morfologie che si formano durante la dewetting. Indicano inoltre che l’approccio potrebbe offrire ulteriore flessibilità nella gestione della dinamica della dewetting e contribuire potenzialmente a limitare i danni indotti dal laser nelle applicazioni in cui il processo è indesiderato.

Lo studio, “Laser-Induced Dewetting of Gold Thin Films on Optically Engineered Substrates”, è stato scritto da Elias A. Anwar e colleghi. Il suo DOI è 10.1109/jstqe.2026.3665139.

Fonti: Phys.org.