Transición de nanoclusters fotoluminiscentes a nanopartículas plasmónicas de Au sintetizadas por implantación de iones en matrices de SiO2: un estudio de sus propiedades ópticas.

Montiel Rodríguez, Aram Yael

dc.contributor.author	Montiel Rodríguez, Aram Yael
dc.date.accessioned	2025-02-07T19:21:09Z
dc.date.available	2025-02-07T19:21:09Z
dc.date.issued	2024-11-19
dc.identifier.govdoc	INANO .15834 2024
dc.identifier.other	ATD630
dc.identifier.uri	http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/handle/231104/6004
dc.description	La nanociencia se encarga del estudio de los fenómenos y la manipulación de la materia a escala nanométrica, la cual equivale a una millonésima parte de un milímetro (10-9 m), mientras que por otro lado la nanotecnología se dedica al diseño, caracterización y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas complejos mediante el control de la forma, el tamaño y las propiedades de la materia en esta misma escala. La nanotecnología aplica los conocimientos adquiridos en las nanociencias para diseñar y fabricar nanoestructuras con fines tecnológicos. Por ejemplo, en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos compatibles con las tecnologías de la microelectrónica actual, la cual está basada en el silicio (Si); este es un material base ampliamente utilizado en la industria electrónica por su abundancia, bajo costo y propiedades semiconductoras. Sin embargo, el silicio tiene limitaciones en términos de su capacidad para emitir y manipular la luz. Otra limitación importante es el tamaño, ya que, aunque es posible obtener nanopartículas de Si emisoras, en general tienen tamaños que deben ser mayores a los 4 nm, esto dificulta uno de los objetivos de la microelectrónica que es la constante miniaturización de dispositivos. Por otro lado, es importante encontrar nano-emisores que sean fotoestables, es decir, que no se deterioren fácilmente bajo la interacción con luz láser de alta intensidad. En las últimas dos décadas se ha ido incrementando el interés en el estudio de los nanoclusters metálicos como nano-emisores, ya que pueden tener tamaños menores a los 2 nm, son altamente fotoestables, es decir, que sus propiedades físicas, químicas o estructurales no se ven afectadas cuando están expuestos a la luz; y su longitud de onda de emisión puede controlarse en función del tamaño promedio de los clusters, similar a los puntos cuánticos semiconductores, razón por la cual han adquirido el nombre de puntos cuánticos metálicos. Sin embargo, se han estudiado las propiedades ópticas de los puntos cuánticos metálicos sintetizados principalmente por rutas químicas, en formas coloidales y/o soportados por matrices orgánicas para evitar la agregación de los clusters, los cuales tienden fácilmente a formar nanopartículas de mayor tamaño, deteriorándose sus propiedades de emisión. En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de oro (NPs de Au) plasmónicas, con tamaños mayores a los 4 nm, y nanoclusters de oro (NCs de Au) con tamaños promedios menores a los 3 nm en una matriz de sílice (SIO2) por el método de implantación de iones. El método permite obtener NCs de Au soportados en una matriz inorgánica dieléctrica, y es totalmente compatible con las técnicas de la microelectrónica actual. El tamaño promedio de las nanoestructuras de oro (Au) dentro de la matriz de sílice depende de la temperatura usada para nuclear los iones de Au implantados. Por tanto, al usar varias temperaturas fue posible observar la evolución de las propiedades ópticas de los nanocompósitos desde NCs emisores hasta NPs plasmónicas. Estos se implantaron a profundidades mayores a un micrómetro debajo de la superficie de la matriz de sílice de tal manera que quedan completamente encapsulados. Esto permite obtener un sistema mejor protegido de daños externos físicos y/o químicos. Se realizaron mediciones de absorción óptica, fotoluminiscencia, transmisión no lineal y efecto Kerr en las muestras sintetizadas. Se obtuvo que en muestras que contenían NPs de Au únicamente, presentaban propiedades plasmónicas y no se podía observar ningún indicio de fotoluminiscencia mientras que en muestras que contenían solamente NCs de Au ocurría lo contrario, presentaban fotoluminiscencia, pero no la propiedad plasmónica. Se determinó también la temperatura y atmósfera de nucleación óptima a la cual podemos obtener el máximo de fotoluminiscencia de los NCs de Au y la influencia de los gases de la atmosfera de recocido sobre las propiedades de fotoluminiscencia de las muestras sintetizadas. Adicionalmente, lo estudios de transmisión no lineal indican un cambio en el coeficiente de absorción no-lineal de absorción de dos fotones a absorción saturada tanto en los sistemas con NCs y NPs de Au. Por otro lado, se observó que el índice de refracción no lineal bajo excitacion en el UV con pulsos de picosegundos, es mayor en los sistemas en forma de NCs en comparación con los sistemas con NPs sintetizados bajo las mismas condiciones de concentración de iones implantados, y atmósfera de recocido. Los resultados del presente trabajo son novedosos y tienen el potencial de ser aplicados directamente en la generación de nanodispositivos ópticos multifuncionales en estado sólido para aplicaciones robustas como nano-emisores, switching óptico ultrarrápido (All Optical Switching) y en la computación totalmente óptica, la cual promete superar las limitaciones de rapidez y eficiencia energética de la computación actual basada en la microelectrónica.	es_ES
dc.language.iso	es	es_ES
dc.publisher	EscSupApan-BD-UAEH	es_ES
dc.subject	Fotoestable	es_ES
dc.subject	Nanopartícula	es_ES
dc.subject	Óptica	es_ES
dc.subject	Microelectrónica	es_ES
dc.subject	Fotoluminiscencia	es_ES
dc.subject	Nanotecnología.	es_ES
dc.title	Transición de nanoclusters fotoluminiscentes a nanopartículas plasmónicas de Au sintetizadas por implantación de iones en matrices de SiO2: un estudio de sus propiedades ópticas.	es_ES
dc.title.alternative	Nanotecnología.	es_ES
dc.type	Tesis	es_ES