Obtención y caracterización de nanocristales de sbn para aplicaciones opticas

  1. Patricia Haro Gonzalez
Supervised by:
  1. Inocencio Rafael Martín Benenzuela Director
  2. Nestor Capuj Rodriguez Director

Defence university: Universidad de La Laguna

Year of defence: 2011

Committee:
  1. Víctor Lavín Della Ventura Chair
  2. Jorge Pasán García Secretary
  3. Marco Bettinelli Committee member
  4. Juan José Romero Fanego Committee member
  5. Daniel Jaque García Committee member
Department:
  1. Física

Type: Thesis

Abstract

El estudio de nuevos materiales útiles para dispositivos ópticos ha sido siempre un tema de gran interés dentro de la comunidad científica. Tanto la síntesis y el crecimiento como los diversos métodos de modificación de las propiedades locales han sido el objeto de múltiples estudios debido a la posibilidad de combinar ambas en una única matriz sólida. Estos materiales generalmente son transparentes en el rango de ultravioleta a infrarrojo cercano. La introducción controlada de iones ópticamente activos permite disponer de las transiciones electrónicas que resultan muy útiles debida a su aplicación en el diseño de dispositivos ópticos. La modificación controlada del entorno de los iones activos permite adecuar estas transiciones a medida de la demanda debido a la aparición de nuevos procesos ópticos. Es por esto, que la caracterización óptica completa de nuevos materiales se debe de realizar tanto en los obtenidos por métodos convencionales como en las modificaciones inducidas. Para el desarrollo de esta tesis, se ha elegido como matriz de estudio el estroncio de bario y niobato (SBN). Los cristales de SBN han sido históricamente crecidos por métodos de Czochralski o Bridgman y dopados con diferentes tipos de iones como tierras raras o metales de transición. Las características de los cristales de SBN dopados han sido objeto de múltiples estudios ya que se ha considerado como un material muy prometedor para aplicaciones ópticas. Para diferenciarnos de estos trabajos ya realizados, hemos elegido como método de síntesis el fundido. La ventaja principal de este método es que permite obtener vidrios precursores de nanocristales de SBN por un método económico y sencillo. Los nanocristales de SBN se pueden obtener mediante el tratamiento térmico adecuado del vidrio precursor, obteniéndose muestras vitrocerámicas. Durante el desarrollo de esta tesis, se estudiarán las propiedades ópticas de los iones de tierras raras (Er3+, Nd3+, Ho3+, Tm3+ e Yb3+) en los vidrios precursores y en los vitrocerámicos obtenidos. En este punto, la caracterización óptica de los nanocristales de SBN dopados cobra un gran protagonismo ya que estas características nos permitirá concluir si nuestro material es útil o no como medio activo en un dispositivo óptico. Los procesos de modificación localizada se llevarán a cabo en las muestras vítreas con el objetivo de inducir la formación de nanocristales de forma local. Se utilizaron dos métodos de irradiación por láser con diferentes características: irradiación mediante el uso de láser continuo e irradiación mediante el uso de láser de femtosegundo. En ambos casos, los procesos de inducción a la cristalización son diferentes y se presentan en esta memoria.