Desarrollo de dispositivos de enfriamiento óptico pasivos basados en puntos cuánticos (QD´s) de CdSe/ZnS bajo resonancia superficial /
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Universidad Autónoma de Baja California.
Resumen
Han pasado ya casi 100 años desde que se comenzó a estudiar la posibilidad del uso de la luz como
método de enfriamiento de materiales, método conocido hoy en día como enfriamiento óptico o
fluorescencia anti-Stokes. Estos métodos de enfriamiento utilizan como base la aplicación de luz con
ciertas características de fotoluminiscencia sobre una superficie, la cual genera una caída de
temperatura sobre el material, provocando su enfriamiento.
Aunque este método de enfriamiento tendría muchas ventajas sobre otros métodos como
por ejemplo la eliminación de fluidos o la reducción de espacio para el equipo, no es muy utilizado
debido a la baja eficiencia de enfriamiento logrado en semiconductores (los reportes de
enfriamiento neto solo se han reportado en vidrio con dopajes de los elementos de tierras raras).
Estudios demuestran que, para lograr el enfriamiento del material, es necesario que el material
cuente con una alta eficiencia cuántica y que se disminuya la reabsorción de los fotones con
frecuencias anti-Stokes. Para mejorar estas condiciones, se ha propuesto la utilización de puntos
cuánticos en conjunto con los materiales semiconductores. Los puntos cuánticos logran aumentar
la eficiencia cuántica en comparación con el material por sí solo, pero esta no es suficiente para
lograr un enfriamiento notable, debido a la presencia de estados trampa en la superficie del punto
que restringen el movimiento de electrones y huecos para la recombinación.
En este trabajo de tesis, se ha propuesto el uso de puntos cuánticos tipo core/shell para
pasivar los estados trampa, así como del fenómeno llamado resonancia superficial de plasmones
como herramienta para aumentar la fotoluminiscencia de los puntos cuánticos y, por ende, su
enfriamiento óptico. Como parte de la implementación práctica se realizó la medición de
temperatura de dos muestras distintas, bajo condiciones de resonancia y sin ella. La primera
muestra fue un sustrato de vidrio con recubrimiento de ITO, mientras que para la segunda muestra
se realizó una deposición de puntos cuánticos de CdSe/ZnS sobre un segundo sustrato de vidrio con
recubrimiento de ITO. A ambas muestras se les realizaron doce pruebas distintas con tres láseres de
longitudes de 405nm, 532nm y 640nm en las que cada cierto periodo de tiempo se tomaba muestra
de temperatura por medio de una cámara térmica. Los resultados se muestran favorables para el
enfriamiento óptico, sobre todo en las muestras que utilizan puntos cuánticos bajo resonancia
superficial con impacto de luz a longitudes de onda de 640 nm.
Descripción
Palabras clave
Fotoluminiscencia||Tesis y disertaciones académicas||Fotoluminiscencia: investigación||Tesis y disertaciones académicas||Enfriamiento de materiales||Tesis y disertaciones académicas.