Inscription of Local Surface Relief Gratings with a Scanning Near-field Optical Microscope on an Azo-polymer Film

Inscripción de rejillas de relieve superficial local con un microscopio óptico de barrido de campo cercano en una película de azo-polímero

Se utilizó un microscopio óptico de barrido de campo cercano (SNOM) para inscribir rejillas de relieve superficial (SRG) localmente limitadas en pDR1M, que es una película de azo-polímero. Se analiza la influencia de parámetros como el tiempo de barrido y el espaciado entre líneas en la amplitud y el periodo de las rejillas. Las SRG se han utilizado para orientar cristales líquidos (LC), donde la alineación de los LC tiene lugar debido a las distorsiones elásticas del medio nemático cerca de la superficie. Además, también se ha utilizado la fotoalineación de los azo-cromóforos para inducir la alineación de LCs. En este trabajo investigamos el uso de SGR locales junto con la fotoalineación para obtener un control local de las propiedades de alineación de la LC. La ventaja de este método es que es reversible y las rejillas pueden borrarse fácilmente.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, muchos investigadores han estudiado las películas que contienen azobenceno debido a la posibilidad de aplicaciones tecnológicas[1]. Para estos fines, la presencia de los grupos azobenceno es esencial, y el llamado proceso de fotoisomerización trans-cis-trans hace de estos materiales buenos candidatos para el almacenamiento óptico[2,3], los interruptores ópticos[4], los hologramas[5], etc. Un fenómeno relativamente nuevo es el transporte inducido ópticamente que da lugar a los SRG[6-9]. Los SRG suelen formarse por la incidencia de un patrón óptico periódico que, en la mayoría de los casos, se produce mediante patrones de interferencia de luz con la longitud de onda adecuada (según el espectro de absorción del material) y luz polarizada[10]. Los mecanismos responsables de la formación de SRGs se han investigado intensamente, pero los procesos físicos aún no se comprenden completamente. La mayoría de los autores consideran que los azo-polímeros con altas temperaturas de transición vítrea en condiciones de escritura de baja intensidad se comportan fundamentalmente mediante la modulación de la superficie, que surge del transporte de masa impulsado por la luz, con efectos térmicos insignificantes; en otras situaciones, los procesos de ablación térmica y fotodegradación también pueden estar presentes[11].

Los azopolímeros también se han aplicado como sustratos LC, donde demostraron ser un proceso alternativo al habitual frotamiento de superficies poliméricas. El proceso de fotoalineación consiste en la irradiación de la superficie polimérica con luz polarizada lineal, lo que provoca la alineación de los grupos azoicos perpendicular a la dirección de polarización de la luz. Las moléculas LC tienden a alinearse paralelamente a los grupos azoicos y la energía de anclaje depende de la concentración de los cromóforos en la película y del tiempo de irradiación[12]. Se ha estudiado el uso de SRGs para la alineación de LCs[13,14], donde las moléculas LC tienden a alinearse con el eje más largo a lo largo de la dirección de los canales de la rejilla, debido a la minimización de las distorsiones elásticas cerca de la superficie. La energía de anclaje azimutal (Wφ) presenta un buen acuerdo con la descripción fenomenológica de Berreman[15].