Diseño de un sensor óptico de mercurio basado en resonancia de plasmón superficial

J. M. J. SANTILLÁN; L. B. SCAFFARDI ; D. C. SCHINCA

Malargüe

Congreso; 95a Reunión Nacional de Física, AFA 2010, Malargüe - Mendoza; 2010

Asociación Física Argentina

El desarrollo de sensores ópticos basados en resonancia de plasmones superficiales (SPR) ha sido un tema de intensa investigación en los últimos años por su gran interés en aplicaciones ambientales, biomédicas y bioquímicas, entre otras. La técnica está basada en los cambios producidos en la posición angular  del mínimo de reflectancia (en reflexión total interna) debido a los plasmones superficiales generados en la interfase dieléctrico-metal cuando existe una variación de los índices de refracción del medio sensado (interrogación angular). Alternativamente, puede medirse la variación del mínimo de reflectancia en función de la longitud de onda de incidencia a ángulo fijo (interrogación espectral). Existen diferentes métodos para acoplar la luz incidente al plasmón superficial. La más ampliamente utilizada es la geometría de Kretschmann, en la que un film metálico está depositado directamente sobre una cara de un prisma de vidrio. Este trabajo estudia la variación de las características de la resonancia plasmónica en una configuración tipo Kretschmann cuando sobre una capa activa nanométrica de oro (depositada sobre un sustrato de vidrio) se adsorbe una capa de mercurio metálico de espesor variable. Se realizan cálculos relacionados con la interrogación angular y espectral con el fin de optimizar la parametrización del mismo. Los resultados muestran una alta sensibilidad a concentraciones extremadamente bajas de mercurio adsorbidas en la superficie metálica, cuando ésta se expone a una atmósfera que contiene vapor de mercurio. El corrimiento del mínimo de reflectancia puede utilizarse para el sensado de dicho contaminante ambiental.