Dispositivos plasmonicos nanoestructurados

Abstract

Las partículas metálicas nanoestructuradas tienen la peculiaridad de tener propiedades ópticas, que pueden ser dominadas mediante el control de ciertos parámetros en su fabricación. Particularmente, los nanobastones de oro (Nbos) son de interés por su simplicidad y por poseer resonancias plasmónicas superficiales sintonizables en el rango visible e infrarrojo del espectro electromagnético. A partir de ellos, se pueden diseñar sensores plasmónicos eficientes y muy sensibles, detectores de una única molécula, etc. Es primordial tener control eficiente y repetible de la forma y el tamaño de los Nbos monodispersos sintetizados por química húmeda. Esto se logro aplicando un método de crecimiento mediado por semillas y conociendo la influencia de cada parámetro involucrado y la incorporación de aditivos aromáticos al surfactante responsable de la estabilización. Se modificaron químicamente sustratos de vidrio, y se adsorbieron Nbos sobre ellos, mediante un proceso de dip-coating. Se monitoreo las dinámicas de adsorción y agregación de Nbos sobre estos sustratos mediante espectros de extinción y microscopia SEM. Se relacionaron los parámetros cinéticos con la geometría del nanobastón y sus propiedades ópticas. Se realizaron mediciones de las oscilaciones mecánicas de Nbos individuales depositados sobre vidrio, mediante la técnica de espectroscopia resuelta en el tiempo, caracterizando sus frecuencias, y mostramos los efectos provocados por irradiación con laser, como es el calentamiento del Nbo y el entorno, y el reshaping por difusión atómica superficial. Realizamos los cálculos de temperatura en el Nbo y su entorno cercano y la disipación producida por difusión atómica superficial, y la contrastamos con las medidas de frecuencia obtenida en los experimentos. Además, se fabricaron sensores SERS reproducibles diseñados específicamente para detectar moléculas en muy baja concentración, que arrojaron resultados de intensificación considerables. Se depositaron Nbos sobre sustratos de films de oro que condujeron al acople entre resonancias plasmónicas localizadas y propagantes en superficie. Se hicieron encapsulados de sílice alrededor de Nbos y luego fueron depositados sobre sustratos metálicos de oro, y estudiamos el acoplamiento plasmónico entre Nbos en función de la distancia.