Mapeo estructural de ópalos artificiales de SiO2 por difracción láser.

Los Cristales Fotónicos (PhC), también conocidos como nano-estrucuturas fotónicas (photonic nano-structures) o materiales con brecha fotónica (photonic band-gap materials), son nano-estructuras con índice de refracción periódico que se caracterizan, como resultado de dicha periodicidad, por tener una brecha de frecuencias prohibidas (photonic band gap, PBG) en cuyo rango de longitudes de onda se inhibe la propagación de la radiación electromagnética a través de la estructura. Desde el punto de vista experimental una posible manera, particularmente simple y barata, de implementar un PhC tridimensional es mediante el auto-ensamblado de nano-esferas mono-dispersas de silica coloidal. Es decir, mediante los llamados ópalos artificiales, que son materiales con una distribución periódica de poros nanómétricos con estructura cúbica centrada en las caras (fcc) formados por esferas de SiO2 cuyo radio esta entre 100 y 500 nanómetros. Además del PBG la propiedad de periodicidad del índice de refracción en los PhC implica que, por medio de las relaciones de dispersión, se puedan definir una gran variedad de propiedades ópticas que no tienen análogo en materiales convencionales. Es por esta razón que se dice que la propagación de la luz en los PhC presenta un comportamiento anómalo cuando se habla de fenómenos como la difracción negativa, el efecto de super-lente y el PBG. Aunque el interés, tanto científico como tecnológico, por este tipo de material inteligente (smart material) es relativamente reciente, y aunque, de hecho, aun no existen métodos analíticos ni experimentales estándar, sus características inusuales los hacen muy posibles candidatos a novedosas aplicaciones opto-electrónicas tales como fibras ópticas de cristal fotónico, láseres de cristal fotónico, computación cuántica, superlentes, celdas solares, y transistores ópticos, entre otras. En este proyecto se propone el estudio, por medio experimentos de difracción láser, de la orientación cristalográfica y el grado de ordenamiento de ópalos artificiales formados por nano-esferas mono-dispersas de silica coloidal crecidos por el método de auto-ensamblado de deposición sobre un sustrato vertical de cuarzo en función, por una parte, de la concentración de silica en la suspensión coloidal y, por la otra, del pH de la fase continua para aplicaciones en nano-sensonica y fotocatálisis.