Creación de multicapas delgadas por ablación láser, elaboración y caracterización de microestructuras TiO2-Cu: propiedades ópticas - Rojas Ruiz, Eva Mayra (Universidad Autónoma Metropolitana, 2012)
En este trabajo se buscan las condiciones óptimas de crecimiento y analizan algunas de las propiedades ópticas de microestructuras compuestas por películas delgadas del tipo: dieléctrico (TiO2)-metal (Cu)-dieléctrico (TiO2), crecidas por la técnica de deposición por ablación láser. En primer lugar estudiaremos como afectan las condiciones experimentales de crecimiento a las propiedades finales de cada película delgada. Para este propósito se ocuparon varias técnicas de caracterización: Perfilometría, para estudiar el espesor de las muestras; SEM (microscopia electrónica de barrido), que nos permite observar la superficie de las películas delgadas y determinar propiedades morfológicas; y espectroscopia de absorción ultravioleta-visible (UV-VIS), que nos ayuda a determinar propiedades ópticas de las mismas. Para las películas delgadas dieléctricas (TiO2), se desarrolló un método para monitorear el espesor de la capa in-situ y se encontró que el cambio en la presión del gas buffer (oxígeno) afecta al índice de refracción, donde modelamos este comportamiento con la aproximación clásica para mezclas de Maxwell-Garnett. Con respecta a las películas metálicas (Cu) se observa que presentan un crecimiento dominado por islas, que al ir aumentando de tamaño, estas empiezan a coalescer y, finalmente, forman capas completas. Debemos señalar que la longitud de onda usada para ablacionar influye fuertemente la forma de crecimiento de las películas metálicas, modificando el espesor y tamaño de las islas que conforman estas. También, se ha mostrado experimentalmente, cómo la cantidad de material metálico puede cambiar drásticamente las propiedades de reflexión-transmisión no solo de las películas delgadas compuestas únicamente de cobre, sino también en una estructura dieléctrico/metal/dieléctrico. De hecho, hemos encontrado que al crecer una capa de cobre cerca del límite de percolación (en donde no hay una capa completa pero muchas de las islas se tocan) y, al medir su absorción, esta disminuye con respecto a lo esperado. Es posible que esto se deba al fenónemo de transmisión óptica extraordinaria, que hasta ahora solo ha sido observada en capas delgadas metálicas que son crecidas con un arreglo periódico de orificios. Debemos hacer notar que en términos de posibles aplicaciones, mencionaremos que con los métodos aquí desarrollados se pueden producir cristales fotónicos que se pueden aplicar, por ejemplo: espejos, filtros, guías de onda o sensores. Para construir estos dispositivos normalmente se usan materiales dieléctricos. Sin embargo, al añadir un metal, las propiedades de transmisión y reflexión de la luz pueden cambiar drásticamente; se puede, por ejemplo exaltar o suprimir la transmisión de luz de ciertas frecuencias.