Caracterización optomecánica de nanoantenas plasmónicas impresas con fuerzas ópticas

PAIS, VALERIA; DÍAZ NÓBLEGA, IVAN; MARIANO BARELLA; IANINA LUCILA VIOLI; MARINA V. GUTIÉRREZ; ALBERTO F. SCARPETTINI; FERNANDO STEFANI; ANDREA V. BRAGAS

Santa fe

Congreso; 104a Reunión de la Asociación Física argentina; 2019

En las nanoantenas plasmonicas, la absorcion de pulsos de luz genera una poblacion de electrones energeticosque puede estar intensicada aun mas por la excitacion resonante de plasmones superciales. Los electrones relajanpor amortiguamiento de Landau dentro de los primeros femtosegundos y luego por scattering electron-electronen los siguientes cientos de femtosegundos a picosegundos, seguido del equilibrio termico con los iones de lared, y emitiendo as oscilaciones mecanicas de la nanoestructura en las frecuencias de sus modos normales. Esasoscilaciones, conocidas como fonones acusticos coherentes, producen perturbaciones periodicas en la constantedielectrica que pueden ser detectadas como un cambio de transmision, de reexion o de scattering de un pulsode prueba en un experimento de pump-probe [1]. Esta caracterizacion optomecanica permite ademas inferir laspropiedades mecanicas del entono, lo que constituye una novedosa propuesta para la medicion local de propiedadesmecanicas de pelculas delgadas.En este trabajo las nanoantenas son nanobarras de oro de alrededor de 120 nm de longitud y 28 nm de diametroque se sintetizan por metodos qumicos y se depositan ordenadamente sobre un sustrato utilizando fuerzas opticascon la tecnica de impresion laser (optical printing ) [2]. Se comprueba que, con los parametros utilizados, la tecnicatiene una eciencia de impresion mayor al 90% en la preservacion de la forma de las nanobarras, aunque se detectaun sesgo hacia la impresion de nanoantenas de menor tama~no que la media de la distribucion obtenida en solucion.Esto puede deberse al calentamiento por absorcion y consecuente esferizacion de la nanobarra o a una impresionselectiva debida a la longitud de onda de la luz utilizada (808 nm) que es resonante con un determinado tama~no.Se discute esto en el trabajo.Se presenta ademas la caracterizacion morfologica (imagenes SEM) y optomecanica (pump-probe) de ungran numero de nanonatenas individuales impresas en un sustrato de slice y rodeadas de aire, comprobando quela relacion entre la longitud de la nanobarra, L, y la frecuencia de su modo extensional de vibracion, f, es laque corresponde a la prediccion teorica f / L􀀀1. De este analisis ademas puede inferirse el valor del modulode elasticidad equivalente que da cuenta de la fuerza restitutiva que ejerce el sustrato, as como cuanticar lavariabilidad del contacto mecanico entre la nanoantena y el sustrato cuando se utiliza la tecnica de impresionlaser