MODULACIÓN DEL PLASMÓN EN NANOCOMPUESTOS Au/ZnO SINTETIZADOS POR VÍA FOTOQUÍMICA

AGUIRRE, MATIAS EZEQUIEL; YESICA DI IORIO; DE SOUZA GOES, M.; BUENO, P. R.; GRELA, MARÍA ALEJANDRA

Mar del Plata

Congreso; 4to Encuentro de jovenes investigadores en ciencia de los materiales; 2012

INTEMA

INTRODUCCIÓN: La deposición de partículas metálicas sobre semiconductores puede dar lugar a la formación de plasmones superficiales. En estas condiciones, las nanopartículas metálicas pueden actuar de modo similar a un colorante quimisorbido sobre la superficie del óxido absorbiendo los fotones resonantes y transfiriendo los electrones al semiconductor. Dado que la longitud de onda del plasmón depende del tamaño y forma de las nanopartículas metálicas, a través de un adecuado control del proceso de síntesis es posible modular la frecuencia del plasmón. En este trabajo se demuestra que el agua tiene un efecto crítico en las propiedades de las nanoestructuras, lo que a su vez afecta el tipo de contacto entre el metal y semiconductor y por lo tanto, la eficiencia de los procesos de transferencia electrónica.MATERIALES Y MÉTODOS: Los nanocompuestos Au/ZnO fueron obtenidos por irradiación UV de soles de ZnO en isopropanol en ausencia de oxígeno usando como precursor de las nanopartículas metálicas la sal HAuCl4.3H2O. La relación entre la concentración de óxido y del metal se mantuvo constante en R: 13. El contenido de agua se varió entre 15 y 150 mM y fue determinado mediante titulación Karl-Fisher. El material sintetizado fue caracterizado por espectroscopias de absorción y emisión y microscopías de transmisión (TEM) y de barrido electrónico (SEM). La distribución de fases fue analizada por EDS.RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Hemos encontrado que la banda del plasmón en la región del visible está críticamente modulada por el contenido de agua presente durante la reducción del metal; tal como se muestra en la Figura 1.Para [H2O] ˂ 60 mM, el espectro UV muestra una banda ancha, que se correlaciona con partículas de Au agregadas y con una notable dispersión en cuanto a formas y tamaños, como se observa en las imágenes de TEM. En cambio, contenidos de H2O mayores impiden la agregación dando lugar a sistemas monodispersos, lo cual se denota por la obtención de una banda fina y bien definida para el plasmón. La morfología en este caso consiste en islas metálicas depositadas sobre clústers de ZnO, como pudo chequearse a través de las microscopías. En base a estos resultados se propone y discute un mecanismo. Muy brevemente, se postula que por encima de una cierta concentración, las moléculas de agua presentes podrían desplazar iones de la superficie del ZnO produciendo su agregación y generando sitios neutros de adsorción específicos para los iones AuCl4-. Este proceso produce un direccionamiento en los sitios de reducción del metal y evita la agregación de las partículas metálicas nacientes.REFERENCIAS[1] Dawson, A., Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B. 105, 960-966, 2001.