Fabricación de cristales fotónicos para el rango de los terahercios mediante la técnica de escritura directa con tintas

Abstract

En este trabajo se sintetizan tintas de Ti, Al2O3 y ZnO para fabricar cristales fotónicos en el rango de los terahercios y en el visible/infrarrojo mediante la técnica de escritura directa con tintas, y se diseñan, fabrican y caracterizan cristales fotónicos tridimensionales de Al2O3 y ZnO con bandgap completo en el rango de los terahercios. Inicialmente, se realiza la síntesis y dopado con cationes metálicos de las tintas poliméricas de Ti mediante el método sol-gel. El dopado con cationes metálicos se lleva a cabo para controlar el crecimiento de grano que ocurre al someter las tintas a altas temperaturas para transformarlas en TiO2. Se determina que los cationes más adecuados para evitar este crecimiento de grano son el Ce4+ y el Zr4+. En el caso de las tintas de Al2O3 y ZnO, la síntesis se realiza a partir de suspensiones acuosas, utilizando el método sol-gel coloidal. En ambos casos se caracterizan reológicamente las tintas, para determinar las condiciones óptimas de extrusión mediante escritura directa a través de agujas de 200 m. Las estructuras de Al2O3 y ZnO obtenidas se calcinan a 1500 ºC, para provocar su sinterización y así aumentar su resistencia mecánica. Finalmente, se estudian las propiedades ópticas de las estructuras sinterizadas mediante espectroscopía de terahercios, y se compara su comportamiento con el obtenido teóricamente mediante los diagramas de bandas correspondientes. Las estructuras de Al2O3 y ZnO presentan un bandgap completo en el rango de los terahercios.