Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - Materials Science ...

1. Cristales fotónicos
Palabras clave: gap fotónico completo, estructura diamante,
rango visible
La realización de cristales fotónicos para trabajar en el
infrarrojo cercano o incluso en el visible requiere estrategias
enfocadas tanto a diseños como a materiales. En
estos dos sentidos se han orientado los esfuerzos en
este periodo. Así, por un lado, se ha realizado trabajo
encaminado a la caracterización de los materiales usados
y de los sistemas obtenidos y, en particular, se ha
caracterizado el gap fotónico completo realizado
mediante ópalos inversos de silicio [1]. A fin de ampliar
hacia el visible el rango de trabajo de nuestros sistemas
se ha explorado nuevos materiales con las propiedades
necesarias, tanto en lo que se refiere a índice de refracción
como a borde de absorción. El sulfuro de antimonio
es un material que cumple ambos requisitos. Su síntesis
se puede llevar a cabo mediante deposición en
baño químico y los ópalos así infiltrados presentan un
gap fotónico completo en el borde del rango visible [2].
Por otra parte, y como se propuso anteriormente, la
realización de ópalos con estructura diamante se ha
hecho realidad por medio del uso de un nano-robot [3].
Para ello ha sido preciso previamente realizar substratos
grabados por medio de litografía que permiten no
sólo señalas las posiciones de las esferas en la primera
capa sino que además sujetan adecuadamente éstas y
permiten posteriores manipulaciones.
1. Photonic crystals
Keywords: complete photonic band gap, diamond
structure, visible range
The realization of photonic band gap structures working
in the near infrared or even in the visible demands
strategies aimed both at the designs and the materials.
Our efforts have been focused on these targets in this
period. On the one hand we have aimed our work at
characterizing both materials used and systems obtained
and, in particular, we have made an in depth study
of the complete photonic band gap attain din inverse
silicon opals [1]. In order to expand toward the visible
the working range of our structures new materials with
the required properties have been explored. And this
means not only regarding refractive index but also
absorption edge. Thus antimony trisulfide is an interesting
material that fulfils both requirements. It can be
synthesized by chemical bath deposition and opals
thus infiltrated present a complete band gap at the
edge of the visible spectrum [2]. On the other hand and
following a former proposal the build up of diamond
lattice opals has been realized through the use of a
nano-robot [3]. For this it has been necessary to photolithographically
pattern the substrate in order not only
to mark the location but to hold the spheres in the first
layer which permits further manipulation.
1. F E. Palacios-Lidón, A. Blanco, M. Ibisate, F. Meseguer, C. López, J. Sánchez-Dehesa, Appl. Phys. Lett., 81, 4925-4927 (2002).
2. B.H. Juárez, S. Rubio, J. Sánchez-Dehesa, C. López, Adv. Mater. 14, 1486-1490 (2002)
3. F. García-Santamaría, H. T. Miyazaki, A. Urquía, M. Ibisate, M. Belmonte, N. Shinya, F. Meseguer, C. López, Adv. Mat. 14, 1144-1147
(2002)
Proyectos:
Photonic crystals based on opal structures. Código: IST-1999-19009, Período: 1/1/2000 - 31/12/2002, Fuente de financiación: UE.
Importe total (euros): 402.678. Investigador Principal: López, C., Investigadores: Meseguer, F., Becarios y Doctorandos: Blanco, A.;
Míguez, H.; Ibisate, M.; García, F.; Rubio, S.; Hernández, B.; Fenollosa, R.; Sanchis, L.
MAT1999-1798-CE; MAT2000-1670-C04-03
2. Cristales líquidos dispersos en vidrio
(GDLC): Propiedades electroópticas
Palabras clave: cristales líquidos, sol-gel, dispositivos
electroópticos,
Relacionado con el estudio de vidrios fotoactivos
preparados por métodos sol-gel 1 con vista a las aplicaciones
ópticas, se encuentra el desarrollo de displays
electroópticos utilizando los cristales líquidos (CL)
como el medio orgánico incorporado en una matriz de
vidrio para preparar GDLCs (Glass Dispersed Liquid
Crystals). El esfuerzo principal de este trabajo ha sido
dedicado a la orientación del CL dentro de los poros de
la matriz y a sus propiedades electroópticas. Para ello
se han desarrollado distintas vías de preparación de
matrices activas a través de incorporación de “grupos
funcionales activos” sobre la superficie, y que serán los
responsables de dar una orientación preferencial a las
moléculas de CL que llenan los poros de la matriz
(microdominios de 20 mm) que pueden ser reorientados
por un campo eléctrico externo, variando así la
transmisión del dispositivo que pasa de un estado
opaco (OFF) a un estado transparente (ON). Esto constituye
un obturador óptico controlado por campo eléctrico.
Recientemente se ha demostrado la posibilidad de
preparar mediante combinación de técnicas de dopado
de las matrices sol-gel un display GDLC de proyección
a color (RGB), y actualmente se trabaja en la optimización
de la preparación y de las propiedades de los
GDLCs.
2. Optical and electrooptical properties
of gel-glass dispersed liquid crystals
(GDLCs)
Keywords: liquid crystals, sol-gel, electrooptical properties,
GDLC
Glass dispersed liquid crystal (GDLC) films prepared by
organic doping of Sol-Gel matrices 1 , may be used as
electrooptical devices. Films scatter light according to
the number of droplets and the relative refractive
indices of the LC and the silica matrix. LCs are birefringent;
therefore their refractive index depends on the LC
orientation and the optical angle of incidence. If the
film is coated with transparent electrodes, and an electric
field is applied, a reorientation of the LC director in
the droplet occurs, producing a variation of the LC
refractive index as “seen” by the incoming light. If the
refractive index of the sol-gel substrate matches the
new LC index, the material changes from an opaque,
scattering state to a transparent state. This feature can
be used for preparing devices for visual presentation,
i.e., displays. Unaltered GDLCs switch from white
opaque to colorless transparent states. Should these
materials be used for displays, color need to be incorporated
for many applications. Direct-view, backlighted
passive displays usually include color filters located
between the backlight system and the electrooptical
material. In GDLCs, color may be included in the sol-gel
matrix or in the liquid crystal itself, allowing the preparation
of GDLC color displays.
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