Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y la Universidad Ben-Gurión del Néguev (Israel) han logrado infiltrar cristales líquidos en nanoestructuras porosas basadas en silicio. El hecho representa una importante contribución al desarrollo de futuros dispositivos nanofotónicos que puedan ser integrados en la actual tecnología microelectrónica.
El silicio poroso nanoestructurado está compuesto por cristales de tamaño nanométrico que muestran efectos cuánticos de tamaño, entre los que puede destacarse la capacidad de emitir luz en el intervalo visible de longitudes de onda. Además, este material permite fabricar estructuras en una, dos o tres dimensiones con un comportamiento óptico que puede ser controlado de una manera relativamente sencilla.
Por su parte, los cristales líquidos tienen unas peculiares propiedades a mitad de camino entre las de líquidos convencionales y las de cristales sólidos. Estos materiales han sido ampliamente utilizados en la fabricación de pantallas. La fluidez característica de los cristales líquidos hace de éstos candidatos ideales para rellenar cavidades nanométricas, como las que componen el silicio poroso nanostructurado.
En un trabajo desarrollado por investigadores del Departamento de Física Aplicada de la Universidad Autónoma de Madrid y del Departamento de Ingeniería Electro-Óptica de la Universidad Ben-Gurión del Néguev (Israel), publicado en Applied Physics Letters, se fabricaron filtros ópticos basados en silicio poroso mediante el ataque electroquímico controlado de obleas de silicio monocristalino. Estos filtros ópticos, compuestos por capas alternas con diferentes índices de refracción, muestran máximos de reflexión de luz a determinadas longitudes de onda. Las estructuras porosas fueron a continuación infiltradas con cristales líquidos mediante una técnica de succión capilar en vacío a temperatura controlada.
Los resultados experimentales presentados en el estudio han permitido concluir que las propiedades de los filtros ópticos infiltrados con cristales líquidos muestran una clara dependencia con el estado de polarización de la luz incidente, no ocurriendo así antes de la infiltración. Este hecho ha permitido demostrar que las moléculas que componen los cristales líquidos están dispuestas dentro de la matriz nanoporosa de tal forma que muestran anisotropía. De forma más general, el trabajo representa una importante contribución al desarrollo de futuros dispositivos nanofotónicos que puedan ser integrados en la actual tecnología microelectrónica.
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Referencia bibliográfica:
Shahar Mor, Vicente Torres-Costa, Raúl J. Martín-Palma, and I. Abdulhalim, «Planar polar liquid crystalline alignment in nanostructured porous silicon one-dimensional photonic crystals» Appl. Phys. Lett. 97, 113106 (2010); doi:10.1063/1.3489428 (3 pages).
Fuente: Universidad Autónoma de Madrid
