Función dieléctrica y espectroscopía de extinción óptica para la determinación del tamaño de nanopartículas de Ag generadas por ablación láser de pulsos ultracortos

J. M. J. SANTILLÁN; L. B. SCAFFARDI; F. A. VIDELA; D. C. SCHINCA

Buenos Aires

Taller; IX Taller de Óptica y Fotofísica (TOPFOT) - IV Encuentro de Estudiantes de Óptica y Fotofísica (EEOF); 2013

UBA

El estudio de las propiedades ópticas de nanopartículas (Nps) de plata es de gran interés en los últimos años por sus aplicaciones en diversos campos de la ciencia y la tecnología. Este trabajo analiza por separado la contribución de los electrones libres y ligados de la función dieléctrica de plata en escala nanométrica. La contribución de los electrones libres se corrige por tamaño a través de la modificación de la constante de amortiguamiento para incluir las colisiones adicionales con el contorno de la partícula en el caso de radios menores a 10 nm. En cuanto a la contribución de los electrones ligados, hemos considerado las transiciones interbanda de la banda-d a la banda de conducción, incluyendo la dependencia de la densidad de estados electrónicos con el tamaño para radios inferior a 2 nm. Teniendo en cuenta estas modificaciones específicas, fue posible ajustar la función dieléctrica compleja bulk, y en consecuencia, determinar los parámetros ópticos y los valores de energía de banda, tales como el coeficiente de la contribución de los electrones ligados Q bulk= 2 x10 24, energía del gap Eg = 1.91 eV, energía de Fermi EF = 4.12 eV, y la constante de amortiguamiento de los electrones ligados gb = 1.5 x 10 14 Hz. Estos estudios se aplican al ajuste de los espectros de extinción experimental de Nps esféricas core-shell Ag-Ag2O muy pequeñas, generadas por ablación con láser de pulsos ultracortos sobre un blanco sólido en agua. A partir del ajuste, fue posible determinar la distribución de radios de núcleo y espesores de recubrimiento de las Nps. Los resultados del análisis de AFM y TEM realizadas en las muestras obtenidas están en concordancia con el tamaño obtenido por Espectroscopía de Extinción Óptica, mostrando que esta última es una muy buena técnica complementaria a los métodos estándar de microscopía.