Respuesta intensificada de campos electromagnéticos orientados al sensado óptico: conjugando modelado numérico con experimentos ?a medida?

FERNANDEZ CASAFUZ, AGUSTINA; MISSONI, LEANDRO; MARTINEZ RICCI, MARIA LUZ; DIEGO ONNA; IGNACIO PEREZ IPIÑA

Congreso; Nanoandes; 2020

Red Nanoandes

El avance en la generación de nanoestructuras de diseño ha crecido en los últimos años debido al incremento de las técnicas de síntesis y caracterización. A partir de este diseño ha sido posible utilizar estas nanoestructuras como plataformas adecuadas diversas aplicaciones tales como sensado. En esta dirección, el sensado óptico es una técnica de mucho interés fundamentalmente por la posibilidad mediante un método no invasivo de obtener información de la composición de la nanoestructura. En particular las películas delgadas mesoporosas (PDM) resultan plataformas ideales para su utilización como sensores ópticos debido a que los óxidos mesoporosos tales como SiO2, TiO2 o Al2O3 presentan excelente robustez siendo altamente reproducibles, homogéneos y transparentes lo que los hace ideales para aplicaciones en fotónica o plasmónica. Se suman a estas características posibilidad de utilizar la mesoporosidad dada por poros o canales como nanoreactores que permitan alojar las nanopartículas (NPs) metálicas o semiconductoras dando lugar a sistemas jerárquicos compuestos. En esta charla se presentarán distintas plataformas que fueron diseñadas para intensificar la respuesta óptica final del sistema compuesto controlando parámetros tales como óxido de la PDM, tamaño de poro, y tipo de NPs infiltradas y su factor de llenado. En particular, se focalizará en dos sistemas: PDMs de SiO2 con inclusiones de NPs semiconductores que presentan emisión fluorescente que se conjugarán con NPs metálicas para obtener una intensificación de campos EM y PDMs de TiO2 con inclusiones de NPs metálicas que presentan absorción plasmónica los cuales intensifican su señal plasmónica al combinarlos con cristales fotónicos. En todas los sistemas que se presentan, el modelado electromagnético (EM) ha sido una herramienta fundamental para comprender el rol de cada parámetro de la estructura, en especial en lo que respecta a aspectos tales como variaciones en la geometría de los materiales y/o absorciones que permiten modificar estratégicamente los índices de refracción efectivos para sintonizar diferentes respuestas ópticas. De esta manera, se expondrá cómo un trabajo de retroalimentación entre modelado y técnicas de caracterización que en conjunción con estrategias de síntesis adecuadas han permitido la obtención de nanoestructuras con respuestas fotónico-plasmónicas con potencial para el sensado óptico.