Nuevos cristales para dispositivos ópticos
La mayoría de la gente está familiarizada con la imagen de un simple prisma que separa la luz visible en sus componentes de colores individuales correspondientes a distintas longitudes de onda y frecuencias específicas. En cierto modo, la luz incidente se ensancha en forma de abanico de modo que las propiedades de dispersión del vidrio permiten ver los componentes individuales. Los cristales son otro tipo de estructura con propiedades interesantes respecto a la luz incidente. De hecho, la química cristalina es una rama de la química que describe las estructuras y las funciones de las distintas estructuras cristalinas y vítreas. Los cristales sólidos, que consisten (principalmente) en átomos dispuestos según patrones repetidos, se pueden hacer «crecer» para obtener distintas estructuras tridimensionales (3D) con propiedades específicas en función de los átomos presentes. Los láseres de estado sólido se basan en cristales o vidrios como medio de ampliación a fin de amplificar la luz de la longitud de onda propia del láser. Para ello, utilizan el dopaje con iones metálicos, a menudo de las series de los lantánidos o las tierras raras. Recientemente se han estudiado de forma exhaustiva los dobles volframatos (DT) dopados con iones de tierras raras. En ellos se ha observado la emisión eficiente en las regiones visible e infrarroja del espectro electromagnético y, además, presentan propiedades multifuncionales. Los materiales multifuncionales presentan funciones específicas que incluyen la superconductividad no convencional, la piezoelectricidad y la ferroelectricidad. Recientemente se ha observado que los DT con tierras raras presentan magnestostricción, o cambios elásticos en presencia de un campo magnético. También se han visto implicados en dispositivos de almacenamiento óptico o de captación de imágenes. Un grupo de investigadores europeos, con la ayuda de la financiación del proyecto DT-CRYS («Cristales de doble volframato: síntesis, caracterización y aplicaciones»), inició el proyecto con el fin de sintetizar DT con distintas geometrías y evaluar sus propiedades. El interés se centraba en las propiedades estructurales, termomecánicas, ópticas y magnéticas, además de la resistividad y las capacidades para el guiado de ondas. El objetivo era permitir el ajuste a medida de la composición, el dopaje y la geometría de los DT para aplicaciones específicas en el procesamiento de materiales, la biomedicina, la biología y la defensa. Los investigadores sintetizaron con éxito nanopolvos de DT muy homogéneos, además de cristales masivos y láminas delgadas dopadas. También se obtuvieron estructuras de guía de ondas y numerosos diseños para dispositivos láser basados en los DT. Finalmente se evaluaron las posibilidades de uso de las propiedades no lineales de los DT multifuncionales para dispositivos de conversión de longitud de onda. Los resultados del proyecto DR-CRYS deberían tener efectos importantes en distintos dispositivos láser nuevos con propiedades novedosas. Esto podría abrir la puerta a cristales funcionales hechos a medida para usarlos en otros campos como la biología, la medicina y la defensa.
