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Fabricación y caracterización de materiales nanoestructurados en áreas extensas para aplicaciones en dispositivos fotónicos

Baquedano Peralvarez, Estela
Postigo Resa, Pablo Aitor (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2017
(Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente)


Resumen: En esta Tesis se han desarrollado diversos procesos para la fabricación de materiales nanoestructurados. En todos ellos se ha partido del uso de litografía blanda o coloidal para obtener áreas extensas y disminuir el coste del proceso.
En primer lugar se desarrolló y optimizó un proceso para crear nanoestructuras en silicio mediante litografía blanda y ataque reactivo de iones (RIE). Con este proceso se obtuvieron nanocintas de silicio en área extensa y con una relación de aspecto > 1. Se observó que las propiedades hidrófobas o hidrófilas del silicio pueden ser adaptables según la necesidad, variando un único parámetro en el proceso de fabricación (la potencia) y también se obtuvo en las medidas de reflectividad un pico en la longitud de onda 280 nm en el cual absorben ciertos péptidos y aminoácidos. Este pico, que ya aparece en el silicio, es espectralmente más estrecho en el silicio nanoestructurado lo que le confiere unas propiedades más favorables para la detección óptica.
En segundo lugar, se estudió la influencia de la forma, ordenamiento y tamaño de nanoestructuras sobre las propiedades ópticas del vidrio. Se llevó a cabo un análisis exhaustivo de la variación en la transmisión y en la dispersión de la luz. También se simuló como afectarían a la eficiencia de una célula solar el uso de estos vidrios nanoestructurados junto con el estudio de sus propiedades hidrófobas e hidrófilas. Mediante este procesado se consiguió un aumento de la hidrofobicidad para ciertos tipos de nanoestructuras mejorando de esta formas las propiedades de autolimpiado del vidrio y para otros tipos de nanoestructuras se aumentó la hidrofilicidad y por lo tanto su capacidad para evitar la formación de vaho, propiedades clave en paneles solares, sin perder la eficiencia de la transmisión de la luz, como demostraron las medidas sobre células solares realizadas en el simulador solar.
Finalmente se utilizó la nanoestructuración de área extensa y de bajo coste para fabricar un sensor óptico de resonancia plasmónica superficial. El sensor consta de una red formada por nanohilos de Au con anchuras menores de 400 nm y 20 nm de espesor sobre vidrio. La caracterización del sensor demostró un límite de detección dentro del estado del arte y un tiempo de detección rápido (1 s) en comparación con otros dispositivos similares. El área extensa y la elevada homogeneidad del sensor permiten que pueda ser usado mediante un sistema óptico simple y portátil.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: propiedades ópticas de materiales ; dispositivos fotoeléctricos

Área de conocimiento: Tecnología del medio ambiente

Departamento: Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente

Nota: Presentado: 29 09 2017
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, 2017



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