Óptica en la nanoescala : diseño de nanoestructuras plasmónicas con aplicación a la detección espectroscópica ultrasensible de moléculas

Abstract

Resumen: Resumen: El presente trabajo de Tesis abarca el diseño, fabricación y estudio de propiedades ópticas de sistemas nanodimensionados con potenciales aplicaciones a la detección molecular. Se estudiaron sistemas conformados por nanoestructuras metálicas y semiconductoras con distinta dimensionalidad (OD, 1D, 2D y 3D), tanto en solución como formando plataformas. Las propiedades ópticas de estos sistemas están dominadas por características intrínsecas (material que las compone) y extrínsecas (forma, medio ambiente químico, acoplamiento con otras nanoestructuras, etc.) Las nanoestructuras formadas (nanopartículas, partículas núcleo-coraza, agregados de nanopartículas y nanoestructuras soportadas) fueron caracterizadas utilizando técnicas espectroscópicas y microscópicas, algunas de estas en el estado del arte y los resultados ópticos fueron correlacionados mediante la implementación de cálculos electrodinámicos rigurosos, por métodos numéricos y/o analíticos. En particular, se analiza en profundidad los incrementos RamanISERS producidos por las nanoestructuras y como modificar sus características mediante una estrategia de diseño teórico-experimental en función de optimizar y potenciar sus capacidad de detección molecular. Los resultados presentados en este trabajo de Tesis Doctoral contribuyen a la comprensión de las propiedades ópticas de nanoestructuras plasmónicas y a su aplicación para la detección ultrasensible de moléculas.

Abstract: This Ph.D. thesis is aimed to study the design, fabrication and study of the optical properties of nanosized structures with potential applications to molecular detection. Metal and semiconductor nanostructures with different dirnensionality (OD, ID, 2D and 3D), both in solution and in platforms, have been studied. The optical properties of the obtained structures are dominated by intrinsic (material that composes) and extrinsic features (shape, chemical environment, coupling with other nanostructures, etc.) The obtained nanostructures (nanoparticles, core-shell particles, nanoparticle aggregates and supported nanostructures) were characterized using several spectroscopic ad rnicroscopic techniques, sorne of these in the state of the art and the óptical response was correlated by rigorous electrodynarnic calculations, using analytical and numerical rnethods. Special attention is given to the Rarnan/SERS enhancements produced by the nanostructures and a rational design based on optimizing and irnproving their ability for ultrasensitive molecular detection. The results presented in the present work contributes to a better understanding of optical properties of plasmonic nanostructures in order to reach the ultrasensitive detection of molecules. Etiquetas de esta biblioteca: No hay etiquetas de esta biblioteca para este título.