Riassunto analitico
Argomento principale di questa tesi è la scrittura ottica su scala sub-micrometrica di film sottili di copolimeri azobenzenici attraverso tecniche di campo prossimo.
La scrittura ottica è un argomento di grande interesse tecnologico, vista l’enorme diffusione di dispositivi per l'optical data storage e la continua ricerca orientata a aumentare la densità di immagazzinamento e quindi a miniaturizzare l’estensione spaziale del bit immagazzinato, usando approcci e materiali innovativi.
In questo ambito rientra a buon diritto lo studio dei polimeri e copolimeri liquido-cristallini contenenti gruppi laterali di natura azobenzenica, che sono degli ottimi candidati per l’optical data storage grazie a caratteristiche quali stabilità della scrittura, efficienza del processo, reversibilità, economia di fabbricazione e flessibilità di impiego.
Scopo principale della ricerca a cui appartiene questo lavoro di tesi è verificare se queste possibilità restano disponibili quando la strutturazione stessa avviene su una scala spaziale piccola rispetto alla lunghezza d’onda della luce impiegata per la scrittura / lettura del materiale.
Questo obiettivo coinvolge aspetti di chimica dei materiali per quanto riguarda i meccanismi di scrittura e la sintesi, e allo stesso tempo richiede di usare strumenti fisici avanzati, necessari per superare il limite della diffrazione che impedisce di focalizzare la luce in spots di diametro arbitrariamente piccolo. In questa tesi si è fatto uso di un microscopio a scansione di campo ottico prossimo (SNOM), equipaggiato di un sistema per il controllo e la modulazione di polarizzazione, allo scopo di modificare localmente la birifrangenza del materiale (scrittura) e di verificarne gli effetti (lettura).
I risultati della tesi dimostrano che il processo di scrittura può efficacemente avvenire su una scala spaziale dell’ordine del centinaio di nanometri, o inferiore, limitata essenzialmente dalle caratteristiche della sonda SNOM impiegata e dalla presenza di domini di birifrangenza spontanei presenti nel materiale non impressionato. In particolare sono state realizzate delle nanolinee con una velocità di scrittura dell’ordine del micrometro al secondo. L’analisi topografica effettuata dallo SNOM in simultanea con la mappatura delle proprietà di birifrangenza dimostra che la scrittura non produce alcun effetto sulla morfologia, a differenza di quanto riportato in precedenza in letteratura.
Inoltre le misure di questa tesi dimostrano che la modifica ottica è totalmente controllabile e reversibile, potendo essere cancellata e riscritta a volontà con modalità che dipendono solo dalla polarizzazione della luce di scrittura.
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