Fabricação via fotopolimerização por absorção de dois fótons de cristais fotônicos em polímeros dopados

Resumo

Muitos dos grandes avanços em nossa tecnologia resultaram de um entendimento mais aprofundado sobre as propriedades dos materiais. Em particular, o estudo das propriedades elétricas foi responsável por uma revolução tecnológica. Avanços na física de semicondutores permitiram ajustar as características de condução de alguns materiais iniciando a revolução dos transistores, da microeletrônica e dos computadores. Entretanto, nas ultimas décadas, surgiu uma nova fronteira na ciência: o controle das características de propagação de fótons. O tipo de material que permite esse tipo de controle é chamado de cristal fotônico e consiste, basicamente, em um arranjo periódico de dielétricos com diferentes índices de refração. Assim como o controle do fluxo de elétrons em semicondutores levou a um grande avanço tecnológico, o controle do fluxo de fótons em um cristal fotônico pode ser a chave para o início de uma nova revolução tecnológica.A fabricação de cristais fotônicos em uma e duas dimensões já é feita através de técnicas convencionais de microfabricação. Porém, a fabricação de cristais fotônicos tridimensionais ainda é um desafio tecnológico por exigir grande precisão e alta resolução. A fotopolimerização via absorção de dois fótons (FA2F) emergiu como uma nova técnica de fabricação que apresenta uma série de vantagem sobre métodos comuns microfabricação. Sua precisão, resolução abaixo do limite de difração e capacidade de construir estruturas tridimensionais sem limitações topológicas faz da FA2F um bom candidato para a produção de cristais fotônicos 3D.Nesse projeto, temos como objetivo principal usar a FA2F para a fabricação de cristais fotônicos tridimensionais. Além disso, através da dopagem da reina base com compostos azo-aromáticos, pretendemos fabricar cristais fotônicos com polímeros dopados. Explorando a isomerização fotoinduzida, característica dos dopantes, pretendemos alterar as propriedades dos cristais fotônicos assim produzidos, por meio de um laser de Ar+ operando em 514 nm. A capacidade de modificar e controlar as características de um cristal fotônico através de uma fonte externa abre novas possibilidades para uma série de aplicações em dispositivos fotônicos e microcircuitos ópticos.