Large scale indium tin oxide (ITO) one dimensional gratings for ultrafast signal modulation in the visible spectral region

Guizzardi, Michele; Bonfadini, Silvio; Moscardi, Liliana; Kriegel, Ilka; Scotognella, Francesco; Criante, Luigino

doi:10.1039/c9cp06839b

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“…, here m * C and m * V are the carriers effective mass in conduction and valence bands, respectively, is the electron reduced effective mass about 0.65m e [21] for ITO. If the photon energy is equal to the B-M energy, the electron intra-band transition can take place [41] in the conduction band over the B-M barrier, which makes the ITO film to act as an ohmic conductor.…”

Section: Opto-electronic Behavior Of the Ito Thin Filmsmentioning

confidence: 99%

“…Since the energy of many-body interaction for the electron-electron and electron-ionized impurities causing narrowing of band gap is minor, the band gap energy E g for an electron transition from the top state in the valence band (with a parabolic structure [22,42]) to the lowest empty state in the semi-parabolic conduction band [41] can be obtained disregarding of this minor energy change, as [21,22,26],…”

Section: Opto-electronic Behavior Of the Ito Thin Filmsmentioning

confidence: 99%

“…Due to the irregularity in the band structure of the ITO film, a minimum energy equal to ∆E B−M g is required in order to make ITO cut through its conduction band, giving rise to the free charge carriers, hence, behaving in a quasi-metallic manner. This amount of energy can be provided for example by an optical stimulus [41] or an electrostatic field.…”

Section: Ito Conductivity In Very Low DC Operating Regimementioning

confidence: 99%

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Photorefractive Effect in NLC Cells Caused by Anomalous Electrical Properties of ITO Electrodes

Habibpourmoghadam

2020

Crystals

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In a pure nematic liquid crystal (NLC) cell, optically induced charge carriers followed by transports in double border interfaces of orientant/LC and indium-tin-oxide (ITO)/orientant (or LC) can cause removal of screening of the static electric field inside the LC film. This is called surface photorefractive effect (SPR), which induces director field reorientation at a low DC electric field beyond the threshold at a reduced Fréedericksz transition and, as a result, a modulation of the LC effective refractive index. The studies conducted on the photoinduced opto-electrical responses in pure nematic LC cells biased with uniform static DC electric fields support the SPR effect (attributed to the photoelectric activation of the double interfaces). The SPR effect was further studied in LC cells with photoresponsive substrates, which act as a source of a bell-shaped electric field distribution in the LC film if no ITO electrode was employed. In an equipped cell with ITO, the photovoltaic electric field induces charge carrier redistribution in the ITO film, hence the SPR effect. This paper is aimed at highlighting all the evidences supporting ITO film as one of the fundamental sources of the SPR effect in pure NLC cells under the condition of applying low optical power and low DC voltage. An optically induced fringe electric field stemming from inhomogeneous photo-charge profiles near the electrode surfaces is expected in the LC film due to the semiconducting behavior of the ITO layer.

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Section: Opto-electronic Behavior Of the Ito Thin Filmsmentioning

confidence: 99%

Section: Opto-electronic Behavior Of the Ito Thin Filmsmentioning

confidence: 99%

Section: Ito Conductivity In Very Low DC Operating Regimementioning

confidence: 99%

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Photorefractive Effect in NLC Cells Caused by Anomalous Electrical Properties of ITO Electrodes

Habibpourmoghadam

2020

Crystals

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“…So in presence of a hot electrons Fermi gas there is a transient shift in the plasma frequency and, as in the inter-band case, a shift of the ITO grating photonic band gap. The result is the ultrafast photomodulation of ITO gratings spectral response in the visible by near-IR laser pulses, very interesting since they are in the telecommunication wavelengths 32 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ultrafast photochromism and bacteriochromism in one dimensional hybrid plasmonic photonic structures

Scotognella

Paternò

Kriegel

et al. 2020

Fiber Lasers and Glass Photonics: Materials Through Applications II

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Hybrid plasmonic photonic structures combine the plasmonic response with the photonic band gap, holding promise for utilization as optical switches and sensors. Here, we demonstrate the active modulation of the optical response in such structures with two different external stimuli, e.g. laser pulses and bacteria.First, we report the fabrication of a miniaturized (5 x 5 mm) indium tin oxide (ITO) grating employing femtosecond laser micromachining, and we show the possibility to modulate the photonic band gap in the visible via ultrafast photoexcitation in the infrared part of the spectrum. Note that the demonstrated time response in the picosecond range of the spectral modulation have an industrial relevance.Moreover, we manufacture one-dimensional photonic crystals consisting of a solution-processed dielectric Bragg stack exposing a top-layer of bio-active silver. We assign the bacterial responsivity of the system to polarization charges at the Ag/bacterium interface, giving rise to an overall blue shift of the photonic band gap.

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“…A modulação de propriedades eletrônicas e controle de morfologia e tamanho de nanoestruturas por meio de métodos de sínteses é determinante para a obtenção de materiais com características únicas e de grande relevância. Materiais como óxidos transparentes semicondutores (GUIZZARDI et al, 2020a), pontos quânticos (VELA et al, 2008), compósitos (GARCÍA-FERNÁNEZ et al, 2020 e materiais híbridos (YE et al, 2014) têm sido desenvolvidos e apresentam relevante importância nesse campo.…”

Section: Introductionunclassified

Investigação teórico-experimental do efeito da dopagem nas propriedades estruturais e eletrônicas do óxido de índio

Lemos¹

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Mais importante que o destino são os aprendizados adquiridos pelo caminho. Durante essa trajetória, eu tive a sorte conhecer pessoas muito especiais que contribuíram de maneira marcante para meu amadurecimento e construção desse trabalho. Agradeço de todo o coração à minha mãe, Emi e à minha dinha, Fátima, por investirem na minha educação, são meus exemplos de força, superação e compaixão. Ao meu pai, Vander e aos meus irmãos, Karinne, Mariana e Pedro Felipe por todo amor, carinho e incentivo.Pedro, não tenho palavras para descrever como sou agradecida por ter você ao meu lado nesses quinze anos, companheiro nos momentos bons e também nos difíceis, sempre pude contar com você em tudo.O Doutorado-sanduíche foi uma valiosa oportunidade e foi determinante para o presente trabalho. Gostaria de agradecer a rica convivência com pesquisadores de relevante saber, em especial a três brazucas, Leonélio, pessoa excepcional e que escolhe o destino da viagem do grupo e não vai. Marcelo fazendo um milhão de coisas e ainda arranjava tempo para fazer felicidade em forma de coxinha, certeza que tem uma ampulheta Vira-tempo 1 . Eduardo, meu irmão mineiro nordestino, unindo o melhor dos dois mundos, sou muito grata por toda ajuda prestada principalmente depois do meu retorno para o Brasil.La estancia en Castellón fue estupenda, cultural y científicamente rica, agradezco la supervisión de Prof. Juan, por la inestimable contribución a mi desarrollo profesional como investigadora, muchísimas gracias por su tiempo, apoyo y confianza. Agradezco a Prof a Lourdes por la paciencia en iniciarme en el área de Química Teórica y sus herramientas, por su pronta disponibilidad a todo que necesité. Mucho he aprendido con Prof. Iván, he tenido que acelerarme mucho para adecuarme a la rutina de síntesis y pruebas catalíticas, agradezco todo conocimiento compartido durante los procedimientos, análisis y discusión de resultados. Gostaria de agradecer às matriarcas do GQMIN, Juliane, força e sensibilidade e Fernanda, desprendimento e convicção, duas inspirações atuais de mulheres cientistas.Sou grata pela proveitosa experiência durante o período, anterior ao Doutorado, que trabalhei na Polícia Militar de Minas Gerais-PMMG, ambiente completamente diferente que resultou 1 Relógio enfeitiçado para viagem no tempo na série Harry Potter.ii em um aprendizado para a vida, agradeço em especial à minha antiga chefe, Tenente Luciana, exemplo de liderança e serenidade em um ambiente majoritariamente masculino, e aos meus grandes amigos July, Vanessa e Belkior, que fazem toda a diferença na minha vida.Agradeço à toda minha grande família, tias, tios primos e primas, bem como aos meus sogros, cunhadas e cunhados pela força e incentivo.Ao trio totalmente demais do ensino médio, que formo com as maravilhosas Mariana e Tamires, sempre presentes, tenho profunda admiração pelas pessoas que se tornaram.Thiago, do estágio na Contente para a vida, grande amigo, agradeço imensamente as enriquecedoras conversas político-filosóficas durante a quarentena, e claro pelos memes....

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Large scale indium tin oxide (ITO) one dimensional gratings for ultrafast signal modulation in the visible spectral region

Abstract: Indium tin oxide (ITO) is a heavily doped semiconductor with a plasmonic response in the near infrared region.

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Photorefractive Effect in NLC Cells Caused by Anomalous Electrical Properties of ITO Electrodes

Photorefractive Effect in NLC Cells Caused by Anomalous Electrical Properties of ITO Electrodes

Ultrafast photochromism and bacteriochromism in one dimensional hybrid plasmonic photonic structures

Investigação teórico-experimental do efeito da dopagem nas propriedades estruturais e eletrônicas do óxido de índio

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