Biblioteca CICESE

32955

Araiza Sixtos, Fernando Arturo (tesista)

Rangel Rojo, Raúl (Director de tesis )
Garay Palmett, Karina (miembro de comité)
Segovia Olvera, Paulina (miembro de comité)
Cesca, Tiziana (miembro de comité)

En este trabajo se investigaron las propiedades ópticas lineales y no lineales de diversos materiales nanoestructurados, enfocados en sistemas diseñados para mejorar las no linealidades de tercer orden con  aplicaciones en fotónica integrada y ultrarrápida. Se estudiaron dos plataformas materiales: (i) Materiales Hiperbólicos (HMM) metal–dieléctrico diseñados con un punto de permitividad casi cero (ENZ), y (ii)  películas delgadas de nitruro de silicio (SixNy) con distintas estequiometrias. Para los HMM, se diseñaron estructuras multicapa basadas en Ru/TiO2 y Au/TiO2 utilizando la Aproximación de Medio Efectivo (EMA), con el fin de ajustar su punto ENZ alrededor de 800 nm, donde se espera una mejora significativa de la respuesta no lineal. Se tomaron dos caminos distintos: para las muestras Ru/TiO2 se usó una fuente de luz sintonizable para estudiar la dependencia de la frecuencia de la respuesta no lineal; se diseñaron multicapas Au/TiO 2 con diferentes puntos ENZ, cambiando las condiciones de resonancia. Las muestras fueron fabricadas en colaboración con el CNyN-UNAM y la Université de Technologie de Troyes. Sus propiedades lineales se caracterizaron mediante espectrofotometría, elipsometría espectroscópica y microscopía electrónica, revelando desviaciones en espesores y morfología metálica que influyen de manera crítica en la posición del punto ENZ. Las mediciones no lineales mediante la técnica de z-scan mostraron una clara mejora en el índice de refracción no lineal cerca de la longitud de onda ENZ, así como la presencia de contribuciones térmicas, las cuales fueron aisladas empleando un chopper de alta frecuencia. La segunda plataforma está constituida por películas delgadas de nitruro de silicio fabricadas mediante técnicas de sputtering en colaboración con CICESE, CNyN, y por depósito químico asistido por plasma en la University of Southampton. Se caracterizó un conjunto de muestras con diferentes valores de índices de refracción para evaluar cómo los parámetros de síntesis afectan su respuesta no lineal por medio de la estequiometria, estados de agregación, entre otros. Las mediciones z-scan revelaron un índice de refracción no lineal positivo, con variaciones espaciales y composicionales directamente relacionadas con las condiciones de fabricación. Estos resultados confirman el potencial del SixNy para dispositivos fotónicos no lineales, incluyendo guías de onda para generación de fotones correlacionados y procesamiento ultrarrápido de información. En conjunto, los resultados obtenidos demuestran que los nanolaminados metal–dieléctrico diseñados para presentar comportamiento ENZ y las películas delgadas optimizadas de nitruro de silicio constituyen plataformas prometedoras para el refuerzo de efectos ópticos no lineales, con aplicaciones relevantes en fotónica integrada, espectroscopia ultrarrápida y fotónica cuántica.

Tesis para obtener el grado de Doctor en Óptica

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

2026

archivo PDF (xiii, 102 hojas) : ilustraciones

Nonlinear optics
Nanostructured
Hyperbolic Materials
Metamaterials
Properties of materials
Óptica nolineal 
Nanoestructura
Materiales Hiperbólicos
Metamateriales
Propiedades de los materiales

Miembros del Comité: Rangel Rojo, Raúl; Garay Palmett, Karina; Segovia Olvera, Paulina; Cesca, Tiziana
Incluye referencias bibliográficas

Número de inventario	Volumen	Biblioteca	Ubicación	Estado	Nota
32955	--	CICESE	Colección de tesis	Disponible

Araiza Sixtos, F. A. 2026.Study of the nonlinear properties of nanostructured materials with different functionalities. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. archivo PDF (xiii, 102 hojas).