Caracterización optomecánica de nanoantenas plasmónicas impresas con fuerzas ópticas

DÍAZ NÓBLEGA, IVÁN A.; VIOLI, IANINA L.; STEFANI, FERNANDO D.; DÍAZ NÓBLEGA, IVÁN A.; VIOLI, IANINA L.; STEFANI, FERNANDO D.; PAIS, VALERIA R.; BARELLA, MARIANO; SCARPETTINI, ALBERTO FRANCO; PAIS, VALERIA R.; BARELLA, MARIANO; SCARPETTINI, ALBERTO FRANCO; BOGGIANO, HILARIO D.; GUTIÉRREZ, MARINA V.; BRAGAS, ANDREA V.; BOGGIANO, HILARIO D.; GUTIÉRREZ, MARINA V.; BRAGAS, ANDREA V.

Santa Fe

Congreso; 104ª Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Universidad Nacional del Litoral

En las nanoantenasplasmónicas, la absorción de pulsos de luz genera una población de electronesenergéticos que puede estar intensificada aún más por la excitación resonantede plasmones superficiales. Los electrones relajan por amortiguamiento deLandau dentro de los primeros femtosegundos y luego por scatteringelectrón-electrón en los siguientes cientos de femtosegundos a picosegundos,seguido del equilibrio térmico con los iones de la red, y emitiendo asíoscilaciones mecánicas de la nanoestructura en las frecuencias de sus modosnormales. Esas oscilaciones, conocidas como fonones acústicos coherentes,producen perturbaciones periódicas en la constante dieléctrica que pueden serdetectadas como un cambio de transmisión, de reflexión o de scattering de unpulso de prueba en un experimento de pump-probe. Estacaracterización optomecánica permite además inferir las propiedades mecánicasdel entorno, lo que constituye una novedosa propuesta para la medición local depropiedades mecánicas de películas delgadas.En este trabajo lasnanoantenas son nanobarras de oro de alrededor de 120 nm de longitud y 28 nm dediámetro que se sintetizan por métodos químicos y se depositan ordenadamentesobre un sustrato utilizando fuerzas ópticas con la técnica de impresión láser(optical printing ). Se comprueba que, con los parámetrosutilizados, la técnica tiene una eficiencia de impresión mayor al 90% en lapreservación de la forma de las nanobarras, aunque se detecta un sesgo hacia laimpresión de nanoantenas de menor tamaño que la media de la distribuciónobtenida en solución.Esto puede deberse alcalentamiento por absorción y consecuente esferización de la nanobarra o a unaimpresión selectiva debida a la longitud de onda de la luz utilizada (808 nm)que es resonante con un determinado tamaño. Se discute esto en el trabajo.Sepresenta además la caracterización morfológica (imágenes SEM) y optomecánica (pump-probe)de un gran número de nanoantenas individuales impresas en un sustrato de sílicey rodeadas de aire, comprobando que la relación entre la longitud de lananobarra, L, y la frecuencia de su modo extensional devibración, f, es la que corresponde a la predicción teórica f α L-1.De este análisis además puede inferirse el valor del módulo de elasticidadequivalente que da cuenta de la fuerza restitutiva que ejerce el sustrato, asícomo cuantificar la variabilidad del contacto mecánico entre la nanoantena y elsustrato cuando se utiliza la técnica de impresión láser.