Respuesta óptica de láminas delgadas nanoestructuradas por dopado con iones de tierras raras o nanocristales metálicos

Resumen

Láminas delgadas de óxido de aluminio amorfo (a-Al2O3) dopadas bien con iones de tierras raras (Er3+, Yb3+), bien con nanocristales metálicos (Cu) han sido sintetizadas mediante la técnica de depósito por láser pulsado alternado. Se ha analizado el efecto que presenta sobre la respuesta óptica de la láminas presenta la modificación de concentración de dopante así como su distribución en la escala nanométrica. En el caso del dopado con iones de tierras raras, las propiedades fotoluminiscentes de las láminas se han caracterizado en términos de la intensidad y del tiempo de vida de la emisión a la longitud de onda de 1.5 um. Se ha determinado que la mejor respuesta fotoluminiscente corresponde a una distribución de los iones de Er3+ en capas separadas en más de 3 nm, ya que de este modo se evitan los efectos de interacción entre iones pertenecientes a distintas capas. Por otro lado, los efectos de interacción entre iones en cada capa pueden disminuirse por medio del empleo de una alta densidad de energía láser para la ablación del banco de Er, lo que permite la síntesis de láminas con una elevada concentración de Er (2x10 20 at/cm3) y tiempos de vida largos en la emisión (6 ms). Por otro lado, la inclusión de iones de Yb3+ como codopante ha permitido aumentar en dos órdenes de magnitud la intensidad fotoluminiscente de las láminas, para una longitud de onda de exictación de 975 nm. Se ha determinado que la distribución óptima corresponde a iones de Er3+ e iones de Yb3+ separados en capas distintas, a fin de evitar efectos de agregación. Asimismo se ha observado que la transferencia de energía desde el Yb al Er es eficiente para separaciones entre iones de 3nm, lo que indica que la probabilidad de existencia de procesos de transferencia de energía por vías radiativas. Con respecto al dopado con nanocristales de Cu, su respuesta óptica lineal en la región espectral de la resonancia del plasmón de super