POOM-CGC

PID2020-114796RB-C22 (PROYECTO/AEI/10.13039/501100011033)

La investigació sobre "Òptica Planar amb Metamateriales basats en Òxids: Creixement Cristal·lí i Caracterització Estructural i Morfològica" sorgix en la intersecció de l'òptica, la cristal·lografia i l'enginyeria de metamaterials. Este projecte es centra en el creixement de vidres de pel·lícules primes, nanopartícules i heteroestructures de Cd (Zn) O i Zn (Mg) O mitjançant l'ús de la deposició química en fase vapor de precursors metall orgànics (MOCVD) i l'esprai piròlisi (SP) com tècniques de creixement, així com l'estudi en profunditat de les propietats morfològiques i estructurals d'aquests òxids a correlació amb les característiques plasmòniques i fonòniques. Els estudis previs del consorci han demostrat les potencialitats d'aquests òxids com un enfocament nou i desafiador al camp de la plasmònica, per la qual cosa el subprojecte a UVEG abordarà tres principals objectius:

1. Comprendre i controlar en profunditat els processos involucrats en el creixement per MOCVD d'aliatges plasmònics de Cd(Zn)O (capes, heteroestructures de Cd(Zn)O/CdO i nanopartícules sobre safir, SiC i PbSe. Obrint, aquests dos últims substrats, noves vies per a la plasmònica basada en òxids.

2. Conéixer i controlar els processos involucrats en la deposició de Zn(Mg)O per esprai piròlisi sobre els mateixos substrats, amb l'objectiu de mostrar les oportunitats de les tècniques de baix cost al camp de la plasmònica.

3. Determinar les característiques estructurals i morfològiques dels òxids mitjançant la difracció de raigs X d'alta resolució (HRXRD) i microscòpia electrònica (SEM i TEM), i estudiar-ne la composició i la correlació amb les propietats estructurals, i les propietats òptiques i elèctriques dels òxids, determinades pel grup de la UPM, per tal d'establir una retroalimentació sistemàtica amb les condicions de creixement.

Com a derivada dels principals objectius, però sense limitar-los, s'abordarà el creixement de substrats de PbSe per transport físic de vapor, THM i evaporació al buit, per tal de comptar amb substrats complementaris als proporcionats per l'empresa involucrada al projecte (NIT).

Plamònica, fonònica, MOCVD, SP, Fotodetectors en el IR, Òxids semiconductors

Grup de Creixement Cristal·lí i Caracterització de Semiconductors (CRECYCSEM)

Campus Burjassot/Paterna

C/ Dr. Moliner, 50 46100 Burjassot (València)

Telèfon: 963 543 307 

Correu electrònic: vicente.munoz@uv.es

Aquest projecte s'emmarca dins de dues de les tecnologies habilitadores essencials (KET): la nanotecnologia i els materials avançats, i permetrà augmentar la competitivitat espanyola i obrir nous mercats. S'espera que els resultats del projecte porten a obtindre nous components òptics amb una funcionalitat millorada, on el control de l'estructura i les dimensions del material permetran aconseguir un millor control i funcionalitats a l'IR mitjà.

Al llarg dels quatre paquets de treball que s'aborden al projecte, cobrirem els diferents passos necessaris fins a obtenir i demostrar la viabilitat de nous dispositius òptics funcionals. La línia bàsica sobre la qual es construeix el projecte és l'optimització de les tècniques de creixement (MOCVD i SP) utilitzades per créixer òxids amb un alt control sobre les intercares, composició i concentració d'electrons, amb l'objectiu d'obtindre heteroestructures basades en Cd(Zn)O i Zn(Mg)O integrades sobre diferents substrats, en concret safir, SiC i PbSe. Per convertir i integrar aquests materials en dispositius òptics funcionals, es farà servir una combinació d'eines de disseny òptic i tècniques de nanoprocessament. A través del disseny òptic, i utilitzant una combinació de modelatge 2D i 3D de la interacció de llum i els òxids, es realitzaran els dissenys per a diferents components òptics utilitzant les característiques plasmòniques i fonòniques dels òxids. Aquests dissenys s'implementaran mitjançant el processament tecnològic dels components òptics, i inclouran dos tipus de dispositius: passius i elèctricament sintonitzables. Entre els primers demostrarem absorbents perfectes, guies d'ones òptiques híbrides i nanoantenes, entre que dins del segon grup demostrarem dispositius d'índex de refracció negatiu, polaritzadors polaritònics i absorbents. Tots aquests dispositius òptics funcionaran cobrint l'IR mitjà de 3 a 30 μm.

Aquest projecte té també com a objectiu transferir la tecnologia a empreses que treballen en detectors d'infrarojos i components òptics, com és el cas de New Infrared Technologies (NIT), empresa espanyola que se centra en detectors òptics i que col·labora amb el consorci. Finalment, un dels eixos vertebrals més importants del projecte és la internacionalització. Així, els objectius del projecte es defineixen utilitzant col·laboradors europeus (Universitat de Versalles-Paris Saclay, França) amb els quals ja existeix una sòlida relació científica (com es desprèn de les publicacions conjuntes, els projectes europeus conjunts, l'intercanvi d'estudiants, etc.). El projecte ajudarà a enfortir aquestes col·laboracions i servirà com a llavor per a una futura sol·licitud de projecte dins del nou programa marc Horitzó Europa.

• MCiencia - Innovació