복잡한 시스템에서 물질의 이동은 가장 일반적으로 확산의 결과입니다. 이는 원자 또는 분자가 고농도의 영역에서 저농도 영역으로 이동하여 이들 원자 또는 분자의 농도가 전체 배지 전체에 걸쳐 균일하도록하는 메커니즘이다. 예를 들어 주스와 물 - 함께 혼합되어 충분한 시간 동안 떠날 때 주스는 물 한 잔에 균일하게 분포되어야합니다.
.그러나 마이크로 및 나노 스케일에는 자주 확산과 경쟁하는 다른 마이그레이션 메커니즘이 있으며 종종 다른 결과가 있습니다. 초대형 게르마늄 습윤 필름에 퇴적 된은과 금 나노 층의 경우입니다.
은 및 금 박막은 다양한 종류의 광학 장치에서 널리 사용됩니다. 그들의 성능은 금속층의 거칠기에 달려 있습니다. 그러나, 일반적으로 사용되는 산화물 기질 대부분에 은색과 금의 접착이 매우 낮기 때문에 수십 개의 나노 미터 이하의 순서대로 두께로 부드러운 플라스몬 금속 층이 성장하기 때문에 도전적인 작업입니다.
이러한 현상을 완화하기 위해, 기판과 금속 사이에 초대형 게르마늄 인터레이어를 사용하는 것이 제안되었으며, 이는 본질적으로 접착제로 작용하여 샌드위치와 같은 구조를 형성합니다. 그러나 최근 연구에서 Beilstein Journal of Nanotechnology 에 출판되었습니다. [1] 및 표면 과학 [2], 우리는 게르마늄이은과 금 필름의 거칠기를 감소시킬뿐만 아니라 분리로 알려진 과정에서 표면으로 이들 층에서 표면으로 빠르게 이동한다는 것을 보여 주었다.
.은 및 금 나노 층은 세분화 된 구조를 나타냅니다.이를 금속으로 만들어진 매우 작은 모래 곡물 층으로 생각할 수 있습니다. 기판과 금속 사이의 게르마늄 인터레이어의 사용은 금속의 세분화 된 구조에 영향을 미칩니다. 전체 샘플에 걸쳐 금속 입자의 균질 한 분포 대신, 게르마늄 층과 직접 접촉하는 곡물은 더 크고 더 멀리 떨어져 있고, 따라서 수가 더 큽니다. 이것은 게르마늄 인터레이어로부터 멀어 질수록 더 많은 입자 경계 (둘 이상의 다른 곡물이 접촉하는 사이트)와 많은 작은 입자가 서로 접촉하는 입자 경계 공극이 있음을 의미합니다. 게르마늄 원자는 더 많은 곡물이 접촉하는 지점에 앉을 때 더 낮은 자유 엔탈피를 가지고 있습니다. 인간 측면에서, 그들은 두 곡물 사이의 간단한 입자 경계보다 그 위치에있는 것을 좋아합니다. 이 지점의 대부분은 금속 층의 표면 근처에 있기 때문에은과 금의 경우 게르마늄 원자가 이동하는 곳입니다.
2 개월 후, 압도적 인 대다수의 게르마늄 원자가 표면 근처에서 발견 될 수 있으며, 그 중 어느 것도 GE 층이 처음에 증착 된 금속-하류 인터페이스에 없다. 이것은 심오한 결과를 가져 왔으며, 그중 하나는 광학 장치를 설계 할 때 고려해야 할 금속 광학 매개 변수 (굴절률 및 멸종 계수)를 눈에 띄게 수정 한 것입니다.
.이러한 결과는 최근 저널 Surface Science, 에 발표 된 금 박막의 게르마늄 분리 증거라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 그리고 최근에 Beilstein Journal of Nanotechnology에 출판 된 GE 필름에 예금 된 AG 층의 성장 모델 및 구조 진화라는 기사. 이러한 결과는 바르샤바 대학교 (물리학과 학부 및 화학과)와 Bydgoszcz (수학 및 물리학 연구소)의 UTP 과학 기술 대학의 연구원들의 협력 결과입니다.
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