Nanoestructuras Híbridas del tipo Au@ZnO: Correlación entre morfología y respuesta óptica

ENCINA, E. R.; PEREZ, M. A.; CORONADO, E. A.

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de investigación Fisicoquímica

Las propiedades ópticas de nanopartículas de metales nobles (NPs) aisladas están determinadas por excitaciones plasmónicas, mientras que las de materiales semiconductores (Ss) por la generación de excitones. Dichas propiedades presentan un gran interés por sus aplicaciones en diversas áreas como las espectroscopías amplificadas y la conversión de energía solar. No obstante, cuando se consideran nanoestructuras híbridas (NHs) formadas por NPs y Ss, la respuesta óptica del sistema se ve influenciada por interacciones entre partículas de diferente naturaleza. Así, la preparación de NHs híbridas permite expandir considerablemente las posibilidades de diseñar nuevos materiales y de explorar fenómenos que surgen como consecuencia de la interacción de la materia en la nanoescala. Objetivos Los objetivos de este trabajo son preparar NHs del tipo núcleo-coraza, formadas por núcleos de NPs de Au y por corazas de ZnO, caracterizar sus propiedades ópticas y correlacionarlas con la morfología del ensamblado híbrido. Resultados Para la preparación de las NHs Au@ZnO se implementó un método químico simple que permite obtener HNs dispersas en medio acuoso. Las NPs de Au fueron preparadas de acuerdo al método de Turkevich, luego purificadas mediante centrifugación y posteriormente redispersadas en KOH 5 mM. A la dispersión de NPs de Au en medio básico se le agregó una cierta cantidad de una solución acuosa de ZnNO3 0,01 M y finalmente la mezcla fue calentada a 80 ºC durante 15 minutos. La Figura muestra los espectros de extinción de las dispersiones de NHs obtenidas cuando se agregan diferentes cantidades de Zn2+. En general, a medida que aumenta la cantidad de Zn2+ agregada se observan cambios más notables en el espectro de extinción. El gran incremento de la extinción a 350 nm se atribuye a la absorción del ZnO formado, mientras que el pico a 528 nm se asigna a la resonancia plasmónica de las NPs de Au. Este pico se desplaza hacia mayores longitudes de onda a medida que aumenta la cantidad de Zn2+ agregada. El corrimiento se atribuye a un aumento del índice de refracción del medio que rodea las NPs de Au como consecuencia de la formación de una coraza de ZnO. Conclusiones Se implementó un método químico simple que permite obtener NHs del tipo Au@ZnO las cuales son estables en medio acuoso. A su vez, la respuesta óptica de las NHs puede ser sintonizada modificando sus parámetros geométricos.