Structured materials for photonic and phononic applications

• Autores: Pedro Moronta Cambero
• Directores de la Tesis: Ceferino López Fernández (dir. tes.), Luisa E. Bausá (tut. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 115
• Títulos paralelos:
  • Materiales estructurados para aplicaciones fotónicas y fonónicas
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Pascual Martínez Pastor (presid.), Marta Quintanilla Morales (secret.), Daniel Torrent Martí (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Materiales Avanzados y Nanotecnología por la Universidad Autónoma de Madrid
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Esta tesis se centra en el desarrollo de materiales fotónicos y fonónicos avanzados, con especial énfasis en sus aplicaciones en sistemas multifuncionales. En la primera parte, se aborda la fabricación y el análisis de estructuras ordenadas autoensambladas. Se ofrece una visión detallada de las distintas técnicas empleadas en la construcción de estas estructuras y se investigan protocolos de postratamiento para la producción de monocapas adaptadas a aplicaciones optomecánicas. A continuación, se exploran las propiedades optomecánicas de monocapas de nanopartículas de poliestireno. Mediante cálculos computacionales con un programa comercial de elementos finitos, se demuestra la existencia de un bandgap mecánico completo en el rango de los gigahercios. La caracterización experimental de estas monocapas se lleva a cabo mediante espectroscopia Brillouin y técnicas de excitación y detección, evidenciando una alta concordancia entre los modos observados experimentalmente y los obtenidos en los cálculos computacionales, así como el efecto de hibridación inducido por el substrato. La segunda parte se enfoca en el diseño y control de estructuras desordenadas, específicamente en sistemas láser estocásticos. Se describe en detalle la fabricación de estructuras con ganancia para láseres estocásticos y se analiza el comportamiento de sus modos láser. Entre los parámetros estudiados se incluyen la longitud de la cavidad, el tiempo del pulso de bombeo, la anchura y la energía de la línea de bombeo. Además, se investigan aspectos clave en el acoplamiento de distintos láseres aleatorios. Para concluir, se presenta un análisis en profundidad de la teoría de modos acoplados aplicada a estos sistemas. Se establece la relación entre la densidad de modos y la longitud de la cavidad, respaldando los hallazgos experimentales sobre el control de la persistencia espectral. Asimismo, se evalúa la aplicabilidad del parámetro de solapamiento de intensidad y la ruptura de simetría de réplica en sistemas láser aleatorios, un concepto originalmente desarrollado para el estudio de vidrios de espín. En este análisis, se combinan enfoques computacionales y experimentales