Untitled - Materials Science Institute of Madrid - Consejo Superior de ...

3. Cristales fotónicos
La expansión de las posibilidades de los cristales fotónicos
depende fundamentalmente de tres aspectos
relacionados con los materiales usados, las interacciones
explotadas y el diseño y fabricación de dispositivos.
Así, aparte de la búsqueda de nuevos materiales
que expandan las propiedades de los ópalos desnudos,
se busca profundizar en las complicadas interacciones
luz-cristal fotónico y por otro lado diseñar y realizar
estructuras para obtener nuevas respuestas ópticas. En
este sentido se ha emprendido el estudio de la síntesis
de metales en el interior de los ópalos artificiales [1].
Para ello se ha instalado un equipo de electrodeposición
química que ha permitido fabricar ópalos inversos
de Zinc. En el segundo frente podemos enmarcar investigaciones
tales como el estudio del acoplo de luz con
las bandas fotónicas de alta energía [2]. Los conceptos
que describen los fenómenos observados cerca del pico
Bragg difícilmente sirven para explicar la complicada
respuesta óptica a altas energías, donde se mezclan
anticruces de bandas con brechas por repliegue de bandas
en espacio recíproco y fenómenos de difracción. En
el aspecto más aplicado se ha desarrollado un método
de deposición química en fase vapor que nos permite
crecer láminas delgadas de sílice, u otros óxidos,
mediante las que se puede fabricar microcavidades en
el seno de los ópalos [3].
3. Photonic crystals
The expansion of the possibilities of photonic crystals
depends fundamentally on three aspects related to the
materials used, the exploited interactions and the
design and manufacture of devices. Thus, aside from
the search for new materials that enhance the properties
of bare opals, to deepen in the complicated lightphotonic
crystal interactions and, on the other hand, to
design and to build structures with new optical responses
are desirable goals. In this sense the study of the
metal synthesis inside artificial opals has been undertaken
[1]. For this purpose an equipment of chemical
electroplating has been set up that has allowed to make
Zinc inverse opals. In the second front we can frame
investigations such as the study of light-photonic bands
coupling in the high energy range[2]. The concepts that
describe the phenomena observed near the Bragg peak
hardly serve to explain the complicated optical response
at high energies, where bands anticrossings, gaps by
folding in reciprocal space and diffraction phenomena
are all mixed. In the more applied aspect a chemical
vapour deposition method has been developed that
allows to grow thin silica, or other oxides, films. These
can be buried by further opal growth and can act as
microcavities [3].
1. B.H. Juárez, C. Alonso, C. López, J. Phys. Chem. B 108, 16708-16712 (2004).
2. J.F. Galisteo-López, C. López Phys. Rev. B 70, 035108 (2004).
3. E. Palacios-Lidón, J.F. Galisteo-López, B.H. Juárez, C. López, Adv. Mater. 16, 341-345 (2004).
Proyectos: “Óptica de semiconductores y metales en ópalos” MCyT MAT2003-01237. IP: Cefe López. (1/12/2003- 30/11/2005).
“Recubrimientos delgados para ópalos por CVD y electrodeposición” Comunidad Autónoma de Madrid, 07T/0048/2003 1 IP: Cefe
López. (1/10/2003-30/9/2004)
“PHOREMOST” Red de excelencia IST 511616
4. Cristales líquidos dispersos en vidrio
(GDLC): propiedades electroópticas
Relacionado con el estudio de vidrios fotoactivos preparados
por métodos sol-gel1 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 m) 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.
4. Optical and electrooptical properties
of gel-glass dispersed liquid crystals
(GDLCs)
Glass dispersed liquid crystal (GDLC) films prepared by
organic doping of Sol-Gel matrices1, 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. The dye properties of color GDLC
projection displays are under study. GDLCS optical properties
and preparation are currently under study.
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