Resonancia de Plasmones Superficiales Híbridos en Arreglos de Nanopartículas y Nanopartícula Única

PEDANO, MARÍA LAURA*; ANGUIANO, S.; LEE, J. B.; MAIER, S. A.; FAINSTEIN, A.; CORTÉS, EMILIANO; RAKOVICH, A.

Río Cuarto. Virtual

Congreso; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados. Nano 2022; 2022

Universidad Nacional de Río Cuarto

En presentaciones anteriores [1] demostramos que pudimos desarrollar en nuestro laboratorio una técnica híbrida entre resonancia de plasmones superficiales (SPR) y espectroscopía Raman aumentada por superficie (SERS), para el estudio de plasmones superficiales híbridos en sustratos nanoestructurados con nanorods de oro dispersos aleatoriamente sobre un sustrato. De este modo se logró combinar las ventajas de ambas técnicas, es decir, el 100% de eficiencia en el acople de la luz incidente en una configuración tipo Kretschmann para SPR, con la magnificación del campo electromagnético en las proximidades de nanopartículas que ofrece SERS, permitiendo incrementar la eficiencia de detección molecular en concentraciones por debajo de 1 µm. Sin embargo, la asimetría de los nanorods y la aleatoriedad en la dispersión de los mismos sobre el sustrato presentaban ciertas complicaciones en la interpretación de simulaciones computacionales. En esta oportunidad, estudiamos el efecto de los plasmones superficiales híbridos en arreglos de 10 x 10 nanopartículas esféricas de 80 nm de diámetro, estampadas sobre un sustrato para SPR [2]. Medimos el incremento de la señal híbrida SPR-SERS de una monocapa de bifenil-4-tiol autoensamblada sobre la superficie del sustrato, entre el arreglo de nanopartículas. El principal resultado fue que logramos medir el plasmón superficial de una nanopartícula única y la señal híbrida SPR-SERS de pocas moléculas debajo de dicha NP. Esta capacidad de medir el plasmón de una NP y el grado de sensibilidad logrado no ha sido reportada hasta el momento y constituye en gran avance hacia la aplicación de estas superficies para la detección molecular y estudio de reacciones moleculares en nanopartículas únicas. REFERENCIAS 1.M. L. Pedano*, M. Palma do Carmo, S. Po, M. Zhao, M. Gutiérrez, J. B. Lee, L. Nan, A. A. Reynoso, E. Cortés, S. Maier, A. Scarpettini, A. Rakovich, A. Fainstein. Acoplamiento spr-sers para el estudio de plasmones hibridos en sustratos nanoestructurados. Nano 2020-21, PF29.2.Joong Bum Lee, Harriet Walker, Yi Li, Tae Won Nam, Aliaksandra Rakovich, Riccardo Sapienza,Yeon Sik Jung, Yoon Sung Nam,* Stefan A. Maier, and Emiliano Cortes ́ *, ACS Nano 14 (2020) 12, 17693–17703.