Preparación de cristales fotónicos

Los cristales fotónicos (Photonic Crystal) fueron fundados en 1987 por S. John y E. Yablonovitch. Propuestos de forma independiente, son una microestructura artificial formada por la disposición periódica de medios con diferentes índices de refracción. Los cristales fotónicos son materiales de banda prohibida fotónica y, desde la perspectiva de la estructura del material, los cristales fotónicos son una clase de cristales diseñados y fabricados artificialmente con estructuras dieléctricas periódicas a escala óptica. De manera similar a la modulación de la función de onda de los electrones por una red de semiconductores, los materiales de banda prohibida fotónica son capaces de modular las ondas electromagnéticas, con longitudes de onda correspondientes. Cuando las ondas electromagnéticas se propagan en materiales de banda prohibida fotónica, se modulan debido a la presencia de dispersión de Bragg, y la energía de la onda electromagnética forma cristales fotónicos con estructura de banda. Existe una banda prohibida entre las bandas, es decir, la banda prohibida de fotones. Los fotones con energía en la banda prohibida de fotones no pueden ingresar al cristal. Los cristales fotónicos y los semiconductores tienen muchas similitudes en cuanto a modelos básicos e ideas de investigación y, en principio, las personas pueden diseñar y fabricar cristales fotónicos y sus dispositivos para controlar el movimiento de los fotones. La aparición de los cristales fotónicos, también conocidos como materiales de banda prohibida de fotones, hizo posible el sueño de manipular y controlar los fotones.

1. Enorme Matriz de microesferas de poliestireno de una sola capa

Este producto autoensambla microesferas de poliestireno en una estructura de matriz de área grande, y la estructura se puede utilizar como plantilla para preparar una estructura de matriz de metal antiproteína.

Fig.1 Plantilla de microesferas de poliestireno con una gran área

La microscopía electrónica de barrido (SEM) mostró que las enormes microesferas de poliestireno exhibieron una forma de distribución hexagonal y después de ser bombardeadas con gas de plasma de oxígeno, el tiempo del bombardeo se pudo ajustar para formar una estructura de matriz de microesferas de poliestireno con espaciado ajustable, como se muestra en la Figura 2. Usando esta estructura como plantilla, se pueden preparar estructuras de nanoarrays de metal con diferentes espaciados y diferentes formas, que tienen una amplia gama de aplicaciones en detección biológica y dispositivos optoelectrónicos.

Fig.2 Estructura de una matriz de microesferas de poliestireno de una sola capa con espaciado ajustable

2. Enorme nanoestructura metálica binaria

Este producto se basa en la película metálica de pulverización iónica con estructura de matriz de microesferas de poliestireno, utilizando el método de recocido a alta temperatura para eliminar las microesferas de poliestireno, en la superficie del sustrato se puede formar una nanoestructura metálica binaria, este producto toma el oro como ejemplo para formar una estructura de nanomatriz de oro binaria.

Fig.3 Estructura de nanoarray de oro binario

Después de pulverizar diferentes películas metálicas sobre la superficie de la plantilla de poliestireno, también se preparó la estructura binaria de nanoarreglo metálico de nanopartículas de oro compuestas de dióxido de titanio mediante recocido a alta temperatura.

Fig.4 Estructura de nanoarray metálico binario compuesto de dióxido de titanio y nanopartículas de oro

 

3. Estructura de matriz de microesferas de poliestireno “Dios de dos caras”

La matriz de microesferas de poliestireno única preparada mediante el método de autoensamblaje de la interfaz de solución mixta formará una estructura de matriz de microesferas de poliestireno de “doble cara” debido al cambio obvio del modo de distribución de la estructura binaria formada por diferentes concentraciones.

Figura 5: Estructura binaria de una matriz de microesferas de poliestireno enorme