Las películas delgadas esculpidas ( STF ) son materiales nanoestructurados con propiedades que varían unidireccionalmente que pueden diseñarse y realizarse de manera controlable utilizando variantes de deposición física de vapor . La capacidad de cambiar virtualmente instantáneamente la dirección de crecimiento de su morfología columnar, a través de simples variaciones en la dirección del flujo de vapor incidente , conduce a un amplio espectro de formas columnar. [1]
Formularios
Estas formas pueden ser:
- bidimensionales, que van desde las simples columnas inclinadas y los chevrones [2] hasta las morfologías más complejas en forma de C y S [3]
- tridimensional, incluidas hélices simples y superhélices
- combinaciones de formas bidimensionales y tridimensionales.
Propiedades
El diámetro de la columna y la separación de la columna normal a la dirección del espesor de cualquier STF son nominalmente constantes. El diámetro de la columna puede oscilar entre aproximadamente 10 y 300 nm , mientras que la densidad puede estar entre su valor máximo teórico y menos del 20% del mismo. La cristalinidad debe estar a una escala menor que el diámetro de la columna. La composición química es esencialmente ilimitada, desde aislantes hasta semiconductores y metales . Más recientemente, los STF poliméricos se han depositado combinando procesos de deposición de vapor físicos y químicos ; y también se ha llevado a cabo la deposición sobre sustratos con micropatrones .
Usos
Hasta la fecha, las principales aplicaciones de los STF se encuentran en la óptica como filtros de polarización , filtros de Bragg y filtros de agujeros espectrales . [4] [5] En longitudes de onda visibles e infrarrojas , un STF de sección única es un continuo unidireccionalmente no homogéneo con propiedades dependientes de la dirección. Varias secciones se pueden hacer crecer consecutivamente en un STF multisección, que se puede concebir como un circuito óptico que se puede integrar con circuitos electrónicos en un chip . Al ser poroso, un STF puede actuar como sensor de fluidos y también puede impregnarse con cristales líquidos para cambiar de aplicación. [ cita requerida ] También se han sugerido aplicaciones como capas de barrera de baja permitividad en chips electrónicos y células solares . [ cita requerida ] Las aplicaciones biomédicas como los andamios de tejido , las plataformas de administración de fármacos, las trampas de virus y los laboratorios en un chip también se encuentran en diferentes etapas de desarrollo. [ cita requerida ]
Referencias
- ^ A. Lakhtakia y R. Messier, Películas delgadas esculpidas: Morfología y óptica de nanoingeniería (SPIE Press, Bellingham, WA, EE. UU., 2005).
- ^ Robbie, K .; Friedrich, LJ; Rocío, SK; Smy, T .; Brett, MJ (1995). "Fabricación de películas delgadas con microestructuras altamente porosas". Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacío, superficies y películas . Sociedad Americana de Vacío. 13 (3): 1032–1035. doi : 10.1116 / 1.579579 . ISSN 0734-2101 .
- ^ Messier, R .; Gehrke, T .; Frankel, C .; Venugopal, VC; Otaño, W .; Lakhtakia, A. (1997). "Películas delgadas nemáticas esculpidas de ingeniería". Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacío, superficies y películas . Sociedad Americana de Vacío. 15 (4): 2148–2152. doi : 10.1116 / 1.580621 . ISSN 0734-2101 .
- ^ Hodgkinson, Ian J .; Wu, Qi Hong; Thorn, Karen E .; Lakhtakia, Akhlesh; McCall, Martin W. (2000). "Filtros de agujeros espectrales de polarización circular sin espaciador utilizando películas delgadas esculpidas quirales: teoría y experimento". Comunicaciones ópticas . Elsevier BV. 184 (1–4): 57–66. doi : 10.1016 / s0030-4018 (00) 00935-4 . ISSN 0030-4018 .
- ^ van Popta, Andy C .; Hawkeye, Matthew M .; Siéntate, Jeremy C .; Brett, Michael J. (1 de noviembre de 2004). "Filtro de paso de banda estrecho de índice de gradiente fabricado con deposición de ángulo de mirada". Letras de óptica . La sociedad óptica. 29 (21): 2545-2547. doi : 10.1364 / ol.29.002545 . ISSN 0146-9592 . PMID 15584289 .
- Akhlesh Lakhtakia y Russell Messier (2005). Películas delgadas esculpidas: morfología y óptica de nanoingeniería . SPIE Press, Bellingham, WA, Estados Unidos. ISBN 0-8194-5606-3.