Вчені з ETH Zürich створили ультратонке “металеве скло” товщиною ~3 нм
Революція у матеріалознавстві: аморфна металева плівка для нанотехнологій
Група дослідників із лабораторії матеріалів керівництва професора Jürgen Michael Schmidt оприлюднила публікацію, в якій повідомляє про успішний синтез плівки аморфного металевого сплаву (так званого “металевого скла”) з товщиною приблизно 3 нанометри (нм). Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature Materials 12 листопада 2025 року.
Що зробили
- Дослідники використали метод спрей-розпилювання з магнітною мішалкою (magnetron sputtering) у вакуумі, щоб осадити шар аморфного сплаву металів (нікель-титан-мідь) на підкладку з кремнію.
- Завдяки контрольованому охолодженню та високій швидкості осадження їм вдалося уникнути кристалізації — на виході отримали справжню аморфну (склоподібну) структуру товщиною ~3 нм.
- Структурний аналіз за допомогою сканувальної електронної мікроскопії (SEM) та спектроскопії електронів показав відсутність зерен, характерних для металів, і підтвердив аморфну природу матеріалу.
- Механічні випробування показали, що плівка витримує розтяг до 2 % без пластичної течії — це показник, раніше недосяжний для таких тонких металевих плівок.
Чому це важливо
- “Металеве скло” поєднує високі механічні властивості — міцність, твердість — з аморфною структурою, що дає стабільність і відсутність втоми матеріалу.
- Товщина ~3 нм означає, що це майже ультратонка плівка — вона може бути інтегрована у нанотехнологічні застосування: MEMS/NEMS-прилади, наночастки, гнучкі електронні системи.
- Матеріал зі “склоподібною” структурою має суттєво меншу електричну та теплову анізотропію — це дає перевагу у застосуваннях, де важлива висока стабільність на рівні атомів.
- Дослідники вказують на можливість створення нового покоління датчиків, ультратонких структур для аерокосмічної техніки, а також компонентів для квантових пристроїв.
Далі — виклики та перспективи
- Науковці визнають, що один із викликів — масштабування виробництва: підтримання аморфності на більших площах (мікрометри → міліметри) є технічно складним.
- Важливим аспектом стане створення підкладок і сумісних інтерфейсів, які не руйнують структуру плівки.
- Проте вже заплановано проєкт «ThinAmGlass» на базі ETH Zürich і партнерів із Німеччини, метою якого є випуск прототипів плівкових модулів на базі цього матеріалу до 2027 року.