Nanofabricación de cristales fotónicos diseñados en base a sistemas naturales

Abstract

[Resumen] Los cristales fotónicos son materiales dieléctricos estructurados cuya periodicidad les hace capaces de restringir el paso a radiación electromagnética de determinadas longitudes de onda, que reflejan de manera eficaz. Dicha propiedad es de gran interés en diferentes campos, como las telecomunicaciones, la fabricación de biosensores, o la ciencia de materiales. En el presente Trabajo de Fin de Grado se sintetizaron nanopartículas de sílice de diferentes tamaños mediante un método bottom up, basado en la hidrólisis y condensación de un precursor de tipo tetraalquil silicato. Las nanopartículas resultantes se caracterizaron mediante DLS, SEM y AFM. Posteriormente, se exploraron diferentes métodos de deposición de las suspensiones resultantes con el objetivo de fabricar cristales fotónicos de tipo ópalo artificial mediante el apilamiento de las nanopartículas. Tras identificar el método de deposición más adecuado, el color estructural de los cristales fotónicos resultantes se estudió por métodos espectroscópicos, y mediante modelos teóricos basados en el tamaño de la nanopartícula.

[Resumo] Os cristais fotónicos son materiais dieléctricos estruturados cuxa periodicidade lles fai capaces de restrinxir o paso a radiación electromagnética de determinadas lonxitudes de onda, que reflicten de forma eficaz. Dita propiedade é de grande interese en diferentes campos, como as telecomunicacións, a fabricación de biosensores ou a ciencia de materiais. No presente Traballo de Fin de Grao sintetizáronse nanopartículas de sílice de diferentes tamaños por un método bottom up, baseado na hidrólise e condensación dun precursor tipo tetraalquil silicato. As nanopartículas resultantes caracterizáronse mediante DLS, SEM e AFM. Posteriormente, exploráronse diferentes métodos de deposición das suspensións resultantes co obxectivo de fabricar cristais fotónicos de tipo ópalo artificial mediante amontoamento das mesmas. Tras identificar o método de deposición máis adecuado, a cor estrutural dos cristais fotónicos resultantes estudouse por métodos espectroscópicos, e mediante modelos teóricos baseados no tamaño de nanopartícula..

[Abstract] Photonic crystals are structured dielectric materials whose periodicity makes them able to prohibit transmission of electromagnetic radiation of certain wavelengths, reflecting them effectively. Such property can be of significant use on different fields, as telecommunications, biosensing, or material science. In this Bachelor Thesis, different sizes silica nanoparticles were synthesised by a bottom up method, based on a tetraalkyl silicate hydrolysis and condensation. Resulting nanoparticles were characterized by DLS, SEM and AFM. Subsequently, various deposition methods of the resulting suspensions were used to produce opallike photonic crystals by nanoparticle stacking. After identifying the most adequate deposition method, photonic crystal structural colours were studied by spectroscopic methods, and by theoretical models based on nanoparticle size