CICIMA: Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales

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Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA)

Proyectos


Propiedades ópticas de materiales

Se estudian las propiedades ópticas de materiales tanto a nivel de películas metálicas ultra-delgadas (con espesores del orden de pocas décimas de Angstrom), como de películas delgadas (con espesores del orden de unas pocas decenas de nanómetro), y de películas gruesas no homogéneas cuyos espesores son del orden de algunas decenas de micrómetro. En este último caso, se han considerado tanto polímeros pigmentados como medios activos de celdas solares nano-estructuradas. En el caso de las películas delgadas y ultra-delgadas, se utilizan formalismos de inversión para obtener la función dieléctrica efectiva de las películas, y proceder luego a estimar la función dieléctrica de las islas o granos que conforman ésta. Para ello se recurre a modelos de medio efectivo en el caso de las películas delgadas, y a formalismos cuasi-estáticos que toman en consideración la interacción entre islas metálicas vecinas, y de éstas con el sustrato. Dentro del contexto de hidrogenar metales de tierras raras para analizar la variación de sus propiedades ópticas, se han considerados películas de Dy, Tb, Er, Gd y Ho (con espesores del orden de los 50 nm) recubiertas con una delgada capa de Pd (con espesor del orden de los 10 nm) que previene la oxidación y favorece la absorción de hidrógeno. También se consideran las propiedades ópticas de otros metales como el Pd, V, Mg y Cu. En el caso de películas ultra-delgadas, depositadas bajo condiciones de ultra-alto vacío, se han considerado películas de Ag, Gd y Ni con espesores másicos del orden de 50 Å. Microscopía de fuerza atómica es utilizada para llevar a cabo una caracterización morfológica de las películas. Espectros de reflexión y transmisión de luz, con longitudes de onda entre los 250 y los 1000 nm, son obtenidos para ser invertidos y poder desplegar el comportamiento espectral de la función dieléctrica efectiva de los materiales que conforman el sistema. Esta inversión es llevada a cabo mediante un formalismo de gradiente espectral.

Las propiedades ópticas de materiales pigmentados y medios activos de celdas solares nano-estructuradas han sido consideradas mediante aplicación de modelos de cuatro flujos radiativos, a partir de los cuales se pueden evaluar espectros de reflexión y transmisión directa y difusa, que luego son comparados con mediciones experimentales. La evaluación de secciones eficaces de esparcimiento (dispersión) y de absorción de luz por parte de los gránulos inmersos en la matriz dieléctrica ha sido llevada a cabo, tanto bajo la aproximación de dispersión independiente como en el régimen de dispersión dependiente, utilizando formalismos de la matriz de transición.

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Intensidad del campo eléctrico interno al considerar una nano-partícula de plata de 10 nm de radio, sobre la cual se hace incidir luz según se indica en la figura, con valores máximos cercanos a 100 que corresponden a los tonos rojos, y valores mínimos al azul.

Intensidad del campo eléctrico en la superficie.