"Nanopartículas de Cu, Ag y Au producidas por ablación en líquidos con láser de pulsos ultracortos. Estructura y mecanismos de fragmentación"

SCHINCA, DANIEL CARLOS; VIDELA, FABIÁN ALFREDO; SANTILLÁN, JESICA MARÍA JOSÉ; SCAFFARDI, LUCÍA BEATRÍZ

Villa Carlos Paz, Córdoba

Otro; 2da REUNIÓN NANOCÓRDOBA 2012; 2012

Universidad Nacional de Córdoba

La ablación láser pulsada se emplea desde hace algunos años como técnica del tipo "top-down" para la fabricación de nanopartículas metálicas, en particular, utilizando láseres de pulsos ultracortos (del orden de los 100 fs).  Durante el proceso de ablación, existen en la pluma condiciones transitorias de alta presión y temperatura bajo las cuales se llevan a cabo diversos procesos que culminan en la generación de nanopartículas, predominantemente esféricas y tamaños de unas pocas decenas de nanómetros o hasta subnanométricas. Debido a estas condiciones, se generan estructuras de tipo núcleo-cubierta (core-shell) en las que el óxido metálico puede incorporarse en el núcleo o la cubierta.   Es posible determinar el tamaño y tipo de estructura del material particulado por métodos de espectroscopia de extinción de las suspensiones coloidales obtenidas. El corrimiento de la resonancia del plasmón y el cambio de contraste en la curva de extinción se ajusta a partir del conocimiento de la función dieléctrica del metal, modificada por tamaño tanto en sus contribuciones de electrones libres como así también ligados.   Por otro lado, cuando se irradia con pulsos ultracortos una suspensión de nanopartículas metálicas, se induce una disminución del tamaño promedio producido  por fragmentación.  Debido a efectos no lineales (generación de supercontinuo) en el líquido contenedor de las nanopartículas, la radiación incidente en la muestra extiende su ancho de banda hacia longitudes de onda visibles, manteniendo además en el espectro la dominante en el infra rojo (IR) de  800 nm, típica en láseres de fs. En trabajos anteriores, por medio del filtrado selectivo de la banda IR, se ha mostrado que el intervalo más eficiente del espectro al irradiar nanopartículas metálicas corresponde a las longitudes de onda visible. En consecuencia, resulta  interesante precisar la influencia de la longitud de onda en relación al umbral de ablación ultrarrápida en los metales (Fmth) cuya expresión es proporcional a  ne la densidad del número del electrones, eb la energía de enlace de iones en la red cristalina, eescape la función  trabajo (trabajo de extracción) y l  longitud de onda del haz incidente. Para estudiar la fragmentación en nanopartículas metálicas en suspensión acuosa y su dependencia con la longitud de onda, se ha utilizado un oscilador óptico paramétrico (OPO) pulsado bombeado por un Nd:YAG de 6 ns de ancho temporal, con el que se ha irradiado una muestra de nanopartículas calibradas de oro, empleando diferentes longitudes de onda y fluencias entre 25 y 50 mJ/cm2 .