Refractive index tunability studies on sol-gel derived di-ureasil Zr-oxo-cluster thin films

• Autor(a) principal: Venkatachalam, Ramkanna
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/2294
• topic: Engenharia de materiais; Materiais híbridos orgânico-inorgânico; Filmes finos; Guias de ondas ópticas; Indice de refracção

Os guias de onda ópticos são elementos importantes nas redes de comunicações ópticas sendo processados como dispositivos ópticos integrados para a eficiente distribuição de sinal. O principal parâmetro a ser considerado para a constução de um guia de onda é o seu índice de refração, que por sua vez dependente da composição do material do filme. Guias de onda realizados em materiais híbridos organicos-inorgânicos apresentam tunabilidade do índice de refracção e podem ser processados com baixo custo, fazendo com que sejam adequados para aplicação em redes locais de acesso. Para obter dispositivos ópticos integrados com a adequado índice de refração, é necessário conhecer a sua dependência com a sua composição do material e tempo de exposição UV. Neste estudo o material orgânicoinorgânico, di-ureiapropiltrietóxisilano (d-U(600)), contendo ácido metacrílico (MAA) e tetrapropóxido de zircónio (ZPO), denominado como “di-ureiasil zircónio oxo-cluster” foi sintetizado usando o método sol gel e processado em filmes finos através da técnica de deposição por rotação do substrato (spin coating). O MAA é um composto sensivel à radiação UV, que altera a sua estrutura quando irradiado, resultando numa mudança de fase ao nível molecular. A técnica de acoplamento por prisma foi usada para medir o índice de refração das amostras expostas e não expostas à radiação UV. O principal objectivo desta tese é determinar a dependência do índice de refracção em função da concentração de Zr e MAA e do tempo de exposição UV. Este estudo contribui para a escolha adequade para a composição do materials e do tempo de exposição UV, para o processamento de dispositivos. Os resultados mostram que em amostras não expostas à radiação UV, existe uma maior sintonio do índice de refração através da variação de Zr, por outro lado, o aumento da concentração de MAA conduz a uma saturação do valor do índice de refracção. Sob radiação UV, amostras com Zr em diferentes concentrações: diluído [Si:Zr(80:20)], intermédio [Si:Zr(60:40)] e sistema concentrado [Si:Zr(40:60)] apresentaram diferentes comportamentos da alteração de índice de refração, devido á exposição UV. O espectro de absorção UV-Visível das amostras mostra claramente que as concentrações de ZPO e MAA influenciam, a absorção dos filmes sob irradiação UV.