Intensificación de Campos Electromagnéticos en Estructuras Jerárquicas Orientadas al Sensado Óptico

MARTINEZ RICCI, MARIA LUZ

Conferencia; XXVIII CAFQI; 2023

El avance en la generación de nanoestructuras de diseño ha crecido en los últimos años debido al incremento de las técnicas de síntesis y caracterización. A partir de este diseño ha sido posible utilizar estas nanoestructuras como plataformas adecuadas diversas aplicaciones tales como sensado. En esta dirección, el sensado óptico es una técnica de mucho interés fundamentalmente por la posibilidad de obtener información de la composición de la nanoestructura mediante un método no invasivo. En esta charla se presentarán distintas plataformas que fueron diseñadas para localizar e intensificar campos electromagnéticos en regiones sub-longitud de onda. Este confinamiento permite dar lugar la concentración de energías pemitiendo una mayor emisión de nanoentidades fotoactivas incluídas en la plataforma. Para obtener estas estructuras, se han combinado métodos adecuados de modelados electromagnéticos y síntesis de películas delgadas mesoporosas y nanopartículas metálicas sintetizados por métodos de química suave. Las películas delgadas mesoporosas resultan plataformas ideales para su utilización como sensores ópticos debido a que los óxidos mesoporosos tales como SiO2 o TiO2 presentan excelente robustez siendo altamente reproducibles, homogéneos y transparentes. Se suma a estas características, la posibilidad de utilizar la mesoporosidad dada por poros o canales como nanoreactores que permitan alojar las nanoentidades fotoactivas dando lugar a sistemas jerárquicos compuestos. En particular, se focalizará sistemas de películas delgadas con inclusiones de NPs semiconductores que presentan emisión fluorescente que en adecuada combinación con NPs metálicas. Asimismo, se abordará el uso de cristales fotónicos como concentradores que en combinación adecuada con NPs metálicas o con películas metálicas ultra-delgadas permiten obtener una intensificación de campos EM. El modelado electromagnético (EM) permite por su partepara comprender el rol de cada parámetro de la estructura, en especial en lo que respecta a aspectos tales como variaciones en la geometría de los materiales y/o absorciones que permiten modificar estratégicamente los índices de refracción efectivos para sintonizar diferentes respuestas ópticas. De esta manera, se expondrá cómo un trabajo de retroalimentación entre modelado y técnicas de caracterización que en conjunción con estrategias de síntesis adecuadas han permitido la obtención de nanoestructuras con respuestas fotónico-plasmónicas con potencial para el sensado óptico. Referencias- Diego Onna, et al. Loading insoluble sulfides in mesoporous oxide films from precursors in solution. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2022, p. 1-15.-Diego Onna et al “Diameter Distribution by Deconvolution (DdD): Absorption spectra as a practical tool for semiconductor nanoparticle PSD determination”, Nanoscale Advances, 2019, 1, 3499 - 3505 - Rodrigo Martínez Gazoni et al, “Designed nanoparticle–mesoporous multilayer nanocomposites as tunable plasmonic–photonic architectures for electromagnetic field enhancement J. Mater. Chem. C, 2017 5, 3445-3455