Российские ученые представили концепцию «активного» самоорганизованного шаблона, который может сам адаптироваться под напыление толстых слоев металла. Методика основана на циклическом попеременном воздействии влажного и сухого горячего воздуха. Это позволит увеличить толщину металла, напыляемого на самоорганизованный шаблон более чем в 5 раз и получать микросетчатые прозрачные проводящие покрытия толщиной более 1 микрометра с рекордными оптоэлектрическими параметрами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces.

Защита данных на электронных устройствах за счет экранирования электромагнитного излучения от дисплеев – актуальная задача информационной безопасности. В качестве прозрачных экранирующих покрытий наиболее перспективными являются пленки металлических микро- и наноструктур. Основными способами производства таких покрытий являются различные методы литографии. Однако шаблоны, получаемые стандартными методами, имеют ограничения по толщине напыляемого металла не более 300 нанометров. Это ограничение существенно влияет на электрическое сопротивление и, как следствие, эффективность экранирования.

Недавно ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали прозрачные радиоэкранирующие покрытия на основе самоорганизованных шаблонов из яичного белка. Подход направлен на повышение толщины микросетчатого прозрачного проводящего покрытия. Однако в процессе наращивания металла существенно снижается оптическая прозрачность. Исследователи нашли способ преодолеть данные трудности.

Ученые из Красноярска, Москвы и Томска при участии исследователей ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали новый, простой и недорогой метод создания «активного» самоорганизованного шаблона для высокоэффективных радиоэкранирующих покрытий. В основе метода лежит циклическое попеременное воздействие на самоорганизованный шаблон из яичного белка насыщенного водяного пара и сушки горячим воздухом.

В процессе такого воздействия периметр ячеек искривляется и частично отслаивается от подложки. В итоге получается «активный» самоорганизованный шаблон, периметр ячеек может подстраиваться под толщину напыляемого металла. Это позволяет получить микросетчатое прозрачное проводящее покрытие толщиной более 1 микрометра, что недостижимо при использовании других литографических подходов. К тому же при использовании «активного» самоорганизованного шаблона не наблюдается сильного снижения прозрачности при увеличении толщины покрытия.

Разработанная методика была использована для получения толстых серебряных сетчатых покрытий с низким поверхностным сопротивлением, высокой химической и механической стабильностью, хорошими оптоэлектрическими характеристиками и прозрачностью около 90%. Такие материалы применимы для создания экранирующих покрытий с высокой степенью эффективности.

«В современном мире окружающее человека пространство пронизано электромагнитными волнами различного диапазона. Паразитарное электромагнитное излучение радиодиапазона может мешать корректной работе систем связи, точной измерительной техники, систем жизнеобеспечения человека, например, кардиостимуляторов. Современное материаловедение уделяет большое внимание дизайну непрозрачных радиоэкранирующих материалов, однако, как показывает практика, прозрачные объекты также нуждаются в экранировании для ряда специальных приложений. Мы впервые продемонстрировали возможность тонкой настройки самоорганизованного шаблона под напыление толстых слоев металла за счет контролируемого отслаивания периметра ячеек самоорганизованного шаблона. Покрытия, полученные на основе «активного» самоорганизованного шаблона, демонстрируют сочетание отличных оптоэлектрических характеристик и высокой эффективности экранирования в широком диапазоне частот. Также в рамках работы мы продемонстрировали модель двухкамерного радиоэкранирующего стеклопакета с беспрецедентно высокими параметрами оптической прозрачности (80%) и эффективности экранирования (71 дБ)», — рассказал Антон Воронин, кандидат технических наук, научный сотрудник Отдела молекулярной электроники ФИЦ КНЦ СО РАН.