Proyectos de investigación competitivos financiados por entidades externas
Materiales y nanomateriales fotónicos para nuevas fuentes de luz coherente y/o con propiedades mejoradas de emisión
Acrónimo
PhoMat-Light
Título proyecto
Materiales y nanomateriales fotónicos para nuevas fuentes de luz coherente y/o con propiedades mejoradas de emisión
Referencia externa
PID2022-141499OB-I00
Descripción/abstract
La transformación digital y tecnológica a nivel doméstico e industrial demanda materiales novedosos dotados de nuevas y/o mejores
funcionalidades. Por ello, un gran objetivo tecnológico es el desarrollo de fuentes de luz versátiles (coherentes o no) en materiales
fotónicos más eficientes para su integración en dispositivos multifuncionales de próxima generación, miniaturizados y de alto rendimiento.
En este contexto, PhoMat-Light con la experiencia de su equipo de investigación, desarrollará nuevos materiales y nanomateriales
fotónicos multifuncionales, que comprenden cristales microestructurados y nanocompuestos híbridos, para diseñar nuevas fuentes de luz
coherentes con propiedades de luz novedosas/mejoradas.
Se obtendrán nuevos cristales láser dopados con lantánidos (Ln) mediante la combinación de cristales en volumen y capas epitaxiales de
óxidos (fonón de alta energía) y fluoruros (fonón de baja energía) con iones Ln activos en las regiones espectrales infrarroja y visible a
través de múltiples estrategias. Estos cristales se microestructurarán para crear microrresonadores láser con geometrías novedosas (por
ej., guías de ondas en superfície en forma de D para una interacción de campo evanescente óptima). Aquí, la principal novedad radica en
la exploración de nuevas composiciones de materiales para mejorar de forma selectiva algunas propiedades físicas de estos materiales
láser.
Por otro lado, PhoMat-Light también perseguirá un objetivo más ambicioso. Explotaremos las propiedades ópticas de las nanopartículas
luminiscentes (NPL) para diseñar componentes fotónicos poliméricos novedosos, compactos y flexibles. Para ello se sintetizarán
pequeñas NPL (tamaño inferior a 20 nm) que consisten en fluoruros dopados con iones Ln mediante enfoques de química en disolución.
Estas NPL se distribuirán homogéneamente en una matriz polimérica para producir nanocompuestos híbridos y se microestructurarán
para fabricar múltiples guía de ondas (por ej., lineales, divisores en Y y multiplexores).
Se utilizarán diferentes metodologías para la microestructuración, desde enfoques más convencionales (fotolitografía e inscripción por
láser de femtosegundo) con ciertas limitaciones intrínsecas, hasta otros altamente innovadores como la impresión 3D para la fabricación
de componentes fotónicos (en este caso, compuestos poliméricos híbridos).
Finalmente, han surgido resultados fascinantes de las resonancias de plasmones superficiales localizados en nanoestructuras
plasmónicas para modular la respuesta óptica de materiales dopados con Ln que han demostrado un gran potencial en la construcción de
láseres de bajo umbral y alta densidad de energía que funcionan a nivel nanoscópico. Con este fin, PhoMat-Light proporcionará por
primera vez la integración de superestructuras 3D plasmónicas altamente organizadas, que comprenden nanohilos de oro orientados
homogéneamente en ambas clases de materiales fotónicos fabricados (cristales y películas poliméricas).
En general, el proyecto propuesto está diseñado para generar nuevos conocimientos en el campo de los materiales y nanomateriales con
funcionalidades fotónicas aportando soluciones a importantes lagunas existentes en las tecnologías actuales, así como explorando
enfoques innovadores para diseñar materiales funcionales avanzados con características novedosas. Estos están relacionados con
nuevas fuentes de luz coherentes y/o con nuevas propiedades avanzadas o mejoradas de la luz
Entidad financiadora
MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION
Entidad financiadora
125.000,00 €
Logos
Convocatoria
Convocatoria de tramitación anticipada para el año 2022 del procedimiento de concesión de ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.
Fecha inicio
01-09-2023
Fecha fin
31-08-2026
Departamento/IP
Química Física i Inorgànica/DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO MANUEL; MATEOS FERRÉ, XAVIER
