Optimización de films de azopolímero para aplicaciones de memoria óptica, usando etilenglicol como generador de volumen libre

Abstract

Azopolymers are well known for their photo-induced properties, in particular, the photoinduced birefringence. Improving their performance has been of great interest in recent years for the development of applications as, for example, polarization holography, lithography and optical storage. In this work, we present the optimization of the azopolymer for optical memory applications by using ethylene glycol as a free-volume generator. Thin films were fabricated with Poly[1-[4-(3-carboxy-4-hydroxyphenyl-azo) benzenesulfonamido]-1,2-ethanediyl, sodium salt] (PAZO) and ethylene glycol at different % w/w concentrations. Samples were characterized by measuring the birefringence during recording, relaxation and erase cycles. The measured glass transition temperature (Tg) showed a minimum for the concentration 40 %w/w, at which the degree of decay, D=1−ΔnREM/ΔnMAX, reaches a maximum. Birefringence was also simulated using a stochastic model that includes the key factors involved in the recording process. We show that the material can be optimized for optical memories storage applications by balancing the free volume with the azobenzene concentration. This causes a decrease in the amount of azobenzenes while maintaining the efficiency of the samples.

Los azopolímeros son conocidos por sus propiedades ópticas, en particular la birrefringencia fotoinducida. Mejorar su rendimiento ha sido de gran interés en los últimos años para el desarrollo de aplicaciones que van desde memorias ópticas hasta litografía. En este trabajo, presentamos la optimización del azopolímero para aplicaciones de memoria óptica, utilizando etilenglicol como generador de volumen libre. Se fabricaron láminas delgadas compuestas por Poly[1- [4-(3-carboxy-4-hydroxyphenyl-azo) benzenesulfonamido]-1,2-ethanediyl, sodium salt] (PAZO) y etilenglicol a diferentes concentraciones % w/w. Las muestras fueron caracterizadas midiendo la fotoinducción de birrefringencia durante los procesos de grabado, relajación y borrado. La temperatura de transición vítrea () alcanzó un mínimo para una concentración de 40 %w/w, correspondiente a un máximo en el grado de decaimiento, = 1 − Δ⁄Δ. Además, se simuló la birrefringencia inducida utilizando un modelo estocástico que tiene en consideración los factores clave en la generación del proceso de grabado. Mostramos que el material puede ser optimizado para aplicaciones en memorias ópticas al balancear el volumen libre con la concentración de azobenceno. Esto corresponde una disminución de azobencenos, manteniendo la eficiencia de las muestras.