Examinando por Autor "Lofland, Samuel E."

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Divergence of the dielectric constant in ultrathin granular metal films near the percolation threshold
(IOPscience, 2020-08-07) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Lofland, Samuel E.; Dominguez, Manuel
En esta publicación se analiza cómo las propiedades electrónicas y ópticas se relacionan con el espesor de láminas ultradelgadas de materiales granulares de oro (nanopartículas de Au depositadas sobre un sustrato de zafiro). Las muestras se elaboraron mediante la pulverización catódica de radiofrecuencia, ubicando intencionadamente el magnetrón del equipo de deposición en un ángulo oblicuo de unos 60º en relación a la perpendicular al sustrato. De esta manera, se obtuvieron muestras en las que el espesor varía de manera lineal a lo largo de una dirección determinada, lo que permitió llevar a cabo un análisis minucioso del efecto del espesor en las propiedades de interés. La caracterización óptica mediante elipsometría espectroscópica realizada a lo largo de la dirección de variación del espesor de la muestra, ha posibilitado observar con nitidez (tal como preveía la teoría de Efros y Shklovskii en los años 1970) que la constante dieléctrica aumenta con el espesor en el régimen dieléctrico y diverge para un espesor crítico, como predice la teoría de la percolación. Al incrementar el espesor, se puede apreciar conductividad metálica (demostrada por la necesidad de incluir en el modelo óptico un oscilador de Drude) aunque la constante dieléctrica continúa siendo positiva. Al superar un valor mínimo de espesor establecido, el material es claramente metálico. Las curvas elipsométricas permiten visualizar de manera clara el rango de espesores para los que la muestra presenta una respuesta dieléctrica, el rango de percolación y, finalmente, el de carácter puramente metálico.
The effect of oblique-angle sputtering on large area deposition: a unidirectional ultrathin Au plasmonic film growth design
(IOPscience, 2020-08-07) Bakkali, Hicham; Blanco, Eduardo; Dominguez, Manuel; De la Mora, Maria Beatriz; Sánchez-Aké, Citlali; Villagran-Muniz, Mayo; Schmool, David S.; Berini, Bruno; Lofland, Samuel E.
Esta investigación brinda un análisis detallado de las propiedades ópticas y eléctricas junto con el crecimiento de láminas ultradelgadas de materiales granulares de oro sobre un sustrato de zafiro mediante la técnica de pulverización catódica de radiofrecuencia a ángulo oblicuo de 60º en relación con la perpendicular al sustrato, lo cual genera un espesor linealmente variable que oscila entre 5 y 13 nm. El espesor de la lámina, así como el tamaño de las nanopartículas en cada posición fue determinado mediante la difracción de rayos X, AFM y TEM, obteniendo el gradiente de espesor y la evolución de la morfología de las partículas de oro. El crecimiento de la película fue descrito en términos del modo Volmer-Weber. Las mediciones ópticas y eléctricas evidencian una transición de nanopartículas de oro aisladas eléctricamente hacia una red metálica continua, cuando el espesor se vuelve superior a un valor crítico de 7,8 nm. Los resultados indican que el inicio de la región de percolación ocurre cuando una resonancia de plasma superficial localizada se transforma para mostrar un componente Drude, indicativo de portadores de carga libres. Se demostró que, al usar un espesor que varía constantemente, se pueden identificar sin ambigüedades los criterios de metalicidad. El inicio de la metalicidad se distingue de manera evidente por el factor de amortiguación de Drude y por discontinuidades en las frecuencias del plasma en función del espesor.