Investigación de los efectos no lineales en estructuras bidimensionales con nanopartículas metálicas
Las propiedades ópticas de las nanopartículas de metales nobles se rigen por las oscilaciones coherentes de los electrones de la banda de conducción, conocidos como plasmones de superficie localizados (PSL). Las resonancias plasmónicas pueden aumentar considerablemente los campos electromagnéticos lo...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/576 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/576 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Nanopartículas info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2209 |
| Sumario: | Las propiedades ópticas de las nanopartículas de metales nobles se rigen por las oscilaciones coherentes de los electrones de la banda de conducción, conocidos como plasmones de superficie localizados (PSL). Las resonancias plasmónicas pueden aumentar considerablemente los campos electromagnéticos locales en el entorno de las partículas metálicas. A su vez, éstas generan fuertes respuestas no lineales en nanoestructuras las cuales pueden usarse como aplicaciones en la biología, la medicina, en procesos de almacenamiento óptico de información, etc. En este proyecto de tesis estudiamos las propiedades ópticas no lineales de segundo y tercer orden de nanobarras de oro, los cuales proporcionan ventajas significativas con respecto a las nanopartículas con otras formas. Para estas nanopartículas, la longitud de onda de resonancia del PSL depende de la relación entre la longitud y el diámetro, por lo que se puede ser adaptada a una longitud de onda particular por el método de fabricación establecido, importante para diferentes aplicaciones. En el presente trabajo, las propiedades ópticas no lineales de las nanobarras de oro se estudiaron embebidas en diferentes medios como en suspensiones y en una superficie de un semiconductor. Se investigaron experimentalmente los efectos de la generación de segundo armónico (GSA), el índice de refracción no lineal, la absorción no lineal, el efecto termo-óptico y la fotocalefacción en un líquido por nanobarras. En los estudios de GSA, se propuso un método que aumenta significativamente la señal de GSA y se demuestra experimentalmente. Este método consiste en la fabricación de un perfil periódico en la superficie de un semiconductor, dando como resultado la formación de órdenes de difracción con una intensidad más alta que la intensidad de GSA para el caso de una superficie plana. El estudio de la GSA se enfocó principalmente en las mediciones de las dependencias de la polarización de la luz de bombeo en el segundo armónico. Los experimentos se realizaron en las siguientes muestras: suspensiones acuosas de nanobarras, nanobarras sobre superficies planas, superficies de silicio con un perfil periódico, además, en tiras de películas delgadas de oro sobre una superficie de silicio. Se investigaron los efectos no lineales de tercer orden empleando el método de Z-scan con resolución en el tiempo y un láser de Ti: Zafiro de femtosegundos como fuente de luz, lo que permitió medir por separado los efectos térmicos lentos y los efectos electrónicos ultrarrápidos. Se ha mostrado que el método de Z-scan permite la investigación del calentamiento en suspensiones de nanopartículas por un haz de láser con una resolución en el tiempo de alrededor de 15 µs. |
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