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Laboratorio de Nanofotónica

  • Laboratorio de Nanofotónica

Descripción:

En el laboratorio de Nanofotónica del Centro de Investigaciones en Óptica (A.C.), desarrollamos materiales funcionales de vanguardia para aplicaciones optoelectrónicas, plataformas de (bio)detección, procesos de separación de gases, monitoreo y remediación ambiental, generación de combustibles renovables, almacenamiento de energía y dispositivos de iluminación. Nuestras estrategias para sintetizar los materiales van desde procesos de autoensamblaje, valorización de residuos, enfoques de química verde, hasta protocolos foto-inducidos.

Los temas disponibles en el grupo van desde puntos cuánticos de perovskita hasta bionanocompuestos para almacenamiento de energía, (foto)catalizadores para combustibles renovables, optoelectrónica y sensores inteligentes. A continuación, se presenta una descripción detallada de los proyectos que se encuentran en desarrollo en el laboratorio de Nanofotónica.

Sensores portátiles de exposición UV basados ​​en materiales fotocromáticos incorporados en sustratos flexibles.

El objetivo de este proyecto se centra en el desarrollo de novedosos sensores de radiación ultravioleta (UV) basados ​​en materiales inorgánicos con propiedades fotocrómicas reversibles, incorporados a una tecnología wearable flexible. El desarrollo de sensores fotocrómicos reversibles pretende fortalecer el proyecto de ciencia básica que se lleva a cabo en el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), bajo la dirección del Dr. Eduardo Coutiño González, al generar una sinergia entre las líneas de investigación de materiales fotónicos inorgánicos y biofotónicos, para impulsar el desarrollo de una plataforma de dispositivos de sensado que incidan directamente en la propuesta de soluciones preventivas a problemas de salud pública.

Puntos cuánticos de perovskita luminiscentes autoensamblables en materiales microporosos.

La innovación tecnológica de dispositivos y materiales cada vez más eficientes y de bajo coste en los sistemas de iluminación es uno de los principales retos científicos. Los LED han venido a reemplazar los sistemas de iluminación convencionales; estos utilizan principalmente materiales como InGaN y GaN junto con otros materiales como YAG:Tb3+, Eu2+, Ce3+, sin embargo, el aumento exponencial de estos materiales ha provocado escasez. Derivado de esto, es necesario desarrollar materiales emisores de luz alternativos que puedan ser utilizados en LEDs y que cumplan con las características de sustentabilidad, bajo costo de producción y estabilidad. En la búsqueda de estos materiales, se centra en el uso de puntos cuánticos (QDS) y clusters metálicos (CMs) de perovskitas estabilizadas en sistemas microporosos como las zeolitas y su aplicación en optoelectrónica.

Polímeros semiconductores sintetizados en verde combinados con puntos cuánticos para diodos orgánicos emisores de luz (QOLEDS).

Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de nuevos polímeros optoelectrónicos a través de una polimerización por crecimiento escalonado catalizada por un superácido libre de metales de compuestos de carbonilo. La reacción representa un enfoque de química ecológica (sin catalizadores de metales de transición, agua como único subproducto) para la preparación de polímeros pi-funcionales. Como resultado, se espera obtener una nueva clase de polímeros semiconductores aromáticos con propiedades prometedoras para su empleo en aplicaciones optoelectrónicas. Estos polímeros conjugados sintetizados en verde se utilizarán como matrices/capas conductoras (y potencialmente emisoras) en dispositivos OLED basados ​​en QD (QOLED).

Dispositivos basados ​​en bionanocompuestos para almacenamiento de energía y optoelectrónica.

Estudio de las propiedades optoelectrónicas de la biomelanina y su incorporación en dispositivos de almacenamiento y conversión de energía.

Síntesis de Li2SiO3:Eu como fósforos altamente emisivos para aplicaciones de iluminación.

Los diodos emisores de luz blanca (WLED) han igualado la eficiencia de emisión de las lámparas fluorescentes y se espera que en unos años se conviertan en la principal fuente de iluminación. Los silicatos de litio tienen un amplio campo de aplicación, son materiales fáciles de producir, se sintetizan por método hidrotermal a bajas temperaturas (70-180 °C), la producción se puede escalar fácilmente, muestran buena estabilidad térmica y se pueden sintetizar a partir de fuentes no convencionales. Fuentes que contienen silicio. Este proyecto tiene como objetivo la fabricación de fósforos de emisión blanca utilizando silicatos de litio obtenidos de procesos de valorización y europio. Debido a la facilidad de su fabricación, estos materiales son buenos y potenciales candidatos para reemplazar los fósforos blancos comerciales basados ​​en lantánidos puros.

Técnicas:

Para la síntesis de nanomateriales empleamos métodos químicos y físicos que nos permitan controlar forma, tamaño, propiedades ópticas y reproducibilidad.

Para la caracterización estructural empleamos FTIR, difracción de rayos X, espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), XPS, AFM entre otros.

Para la caracterización de sus propiedades empleamos espectroscopia de absorción (UV-Vis-NIR), espectroscopia Raman (especialmente SERS), espectroscopia de emisión (fluorescencia), espectroscopia resuelta en tiempo, z-scan, microscopía óptica, absorción de dos fotones, segundo harmónico (SHG), absorción transiente, termoluminiscencia (TL), luminiscencia ópticamente estimulada (OSL), espectroscopia de impedancia, respuesta corriente-voltaje (J-V).

Equipo:

En el laboratorio de Nanofotónica del Centro de Investigaciones en Óptica, A.C., se cuentan son los siguientes equipos (de uso común) para llevar a cabo la ejecución de los proyectos.

Hornos

  • High Temperature Sentro Tech
  • High Temperature KSL - 1200J
  • High Temperature STA - 1700
  • High Temperature KSL - 1700X
  • High Temperature OTF - 1200
  • High Temperature VBF - 1200X
  • High Temperature GSL - 1500X
  • High Temperature KSL - 1700X
  • High Temperature KSL - 1200X
  • High Temperature MSK - ABO
  • High Temperature OTF - 1200X
  • High Temperature Binder

Equipos de espectroscopia/fotónica

  • Acton Research Corporation Spectroscopie SpectraPro 2300i
  • Acton Research Corporation Spectroscopie SpectraPro 2150i
  • Quanta-RaySpectra-PhysicsINDI 40-10
  • Profilometer KLAD-600
  • Teledyne Lecroy HD 4096
  • Black Light Fluorescent Lamp (UV) Bizline A32F0122
  • Potentiostat / Galvanostat Gamary Instrument 600
  • Solar Simulator Newport G2G085-AB04-10

Instrumentos de laboratorio

  • Sonicator Col-Palmer 8893
  • UV Cleaner Jelight Company No 24
  • Rotary Evaporator Büchi
  • Silicon wafer display printer ATAMAAT-25PSC
  • Thermocirculator LabTech LCB-R08
  • Thermocirculator KJ 5000XXX
  • Trace Gas MixerBionaire EQ-CGM-2F
  • Ball MillerMTI Corp MSKSFM1
  • Ball MillerMTI Corp MSK-SFM-3
  • Microbalances Sartorious
  • Centrifuge Unico
  • Centrifuge Hermle Z206A
  • Ultrasonic Soldering MateKuroda-techno USM-5
  • Mixer VWR Vortex-Mixer
  • Hotplate stirrersThermo ScientificSP-131325
  • Hotplate stirrersThermo ScientificSP-131325
  • Hotplate stirrersThermo ScientificSP-131325
  • Digital shakerIKARocker 3D
  • Hotplate stirrersIKAC-MAG-HS7

Bombas de vacío

  • MTI Corp Ultramate Vacuum - VRD-8
  • Felicia FE-1800
  • Felicia FE-1800
  • Felicia FE-1800
  • Felicia FE-1800

Responsables del laboratorio:

Dr. Eduardo de Jesús Coutiño
Tel. (477) 441 4200 ext 296
ecoutino@cio.mx

Última actualización: 17 de noviembre de 2022