Impresión óptica selectiva de nanopartículas de silicio a través de su resonancia magnética dipolar

ZAZA, CECILIA; IANINA L. VIOLI; GARGIULO, JULIAN; CHIARELLI, GERMÁN; SCHUMACHER, LUDMILA; JAKOBI, JURIJ; OLMOS, JORGE; CORTES, EMILIANO; KOENIG, MATTHIAS; BARCIKOWSKI, STEPHAN; SAENZ, JUAN JOSE; MAIER, STEFAN A.; SCHLÜCKER, SEBASTIAN; STEFANI, FERNANDO D

Buenos Aires

Encuentro; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

Las nanopartículas (NPs) de silicio poseen propiedades ópticas únicas dependientes del tamaño debido a sus fuertes resonancias magnéticas y eléctricas en el rango visible. Sin embargo, su aplicación ha sido limitada en comparación con las nanopartículas metálicas dada la dificultad en su obtención como suspensiones coloidales monodispersas. La explotación de estas propiedades en nano y microdispositivos requiere métodos capaces de seleccionarlas y organizarlas desde una suspensión coloidal a posiciones específicas de sustratos sólidos. La impresión óptica es una técnica rápida y versátil que logra este objetivo y no requiere de instrumentación de alto costo ni salas limpias. Está basada en la implementación de pinzas ópticas, capturando a las NPs de una suspensión coloidal una a una y guiándolas a posiciones determinadas de un sustrato donde son fijadas con precisión nanométrica.[1-3] En este trabajo demostramos que partiendo de una suspensión coloidal polidispersa de NPs de silicio (diámetros entre 20 nm y 200 nm) obtenidas mediante ablación láser, es posible inmovilizar selectivamente NPs con un tamaño predefinido (σ < 10 nm) mediante el método de impresión óptica utilizando diferentes longitudes de onda. Las nanopartículas pueden posicionarse en arreglos arbitrarios sobre un sustrato con una precisión de alrededor de los 50nm. También se muestran simulaciones en las cuales se observa que la presión de radiación ejercida sobre estas NPs está dominada por su resonancia dipolar magnética, que a su vez es altamente dependiente del tamaño de las NPs, y por lo tanto es posible imprimirlas selectivamente usando distintas longitudes de onda.