Crédito:Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
Gracias a una nueva técnica desarrollada en EPFL, Las rejillas de difracción óptica ahora se pueden hacer de diamante puro, con sus superficies alisadas hasta el último átomo. Estos nuevos dispositivos se pueden utilizar para alterar la longitud de onda de láseres de alta potencia o en espectrógrafos de última generación.
Un equipo de investigadores de la EPFL ha desarrollado una forma poco convencional de cortar diamantes microscópicamente en una forma particular y suavizarlos a nivel atómico. Esta nueva técnica, que se presentará en la Conferencia Internacional sobre Diamantes y Materiales de Carbono DCM2017 el 5 de septiembre, permite fabricar rejillas de difracción de diamante puro, que tiene propiedades únicas que son ideales tanto para la espectroscopia como para los componentes ópticos utilizados en láseres de alta potencia.
Las rejillas de difracción están formadas por ranuras paralelas que dividen la luz en sus componentes espectrales, como un prisma. Estas rejillas suelen estar hechas de vidrio y silicona, materiales que ya se han utilizado en espectrógrafos y para alterar el color emitido por los láseres.
El equipo, dirigido por Niels Quack, un profesor financiado por SNSF en la Escuela de Ingeniería, ahora ha encontrado una manera de hacer estas rejillas también con diamantes de cristal único, abriendo el campo a un abanico de nuevas posibilidades. Los diamantes son incomparables en términos de conductividad térmica, que es entre cinco y diez veces mayor que la de cualquier otro material utilizado para este fin. Los diamantes también son extremadamente duros y funcionan bien con los rayos UV. así como rayos infrarrojos y visibles. "Los diamantes son químicamente inertes, lo que significa que incluso las sustancias químicas más agresivas no pueden atacarlos. Pero también significa que son muy difíciles de mecanizar, "explica el Dr. Quack." Así que esta nueva forma de tallar diamantes podría resultar muy útil ".
Crédito:Murielle Gerber / 2017 EPFL
Usar oxígeno para cortar diamantes
La técnica desarrollada por los investigadores es innovadora porque les permite grabar formas bien definidas en placas de diamante monocristalino de tamaño milimétrico. con las ranuras separadas por unas pocas micras y con superficies increíblemente lisas. Para desarrollar su técnica, los investigadores utilizaron diamantes creados sintéticamente mediante deposición de vapor químico.
Los diamantes están grabados en varias etapas. Primero, se deposita y estructura una máscara dura sobre la superficie de una placa de diamante, que luego se expone a un plasma de oxígeno. Los iones de oxígeno del plasma se aceleran hacia la superficie del diamante mediante un campo eléctrico. Donde no esté cubierto por la máscara dura, los iones de oxígeno eliminan los átomos de carbono de la superficie del diamante uno por uno. "Al ajustar la intensidad del campo eléctrico, podemos alterar la forma que grabamos en el diamante, "explica el Dr. Quack." Para las rejillas de difracción, esculpimos surcos triangulares que están separados unos pocos micrones entre sí. Ajustamos los parámetros del proceso para revelar selectivamente un conjunto de planos cristalinos bien definidos, permitiéndonos crear surcos en forma de V que se suavizan casi hasta el nivel atómico. Es imposible obtener este tipo de precisión cuando los diamantes se cortan simplemente con un láser ".
