Estudio teórico de efectos fototérmicos en nanopartículas metálicas : influencias del tamaño, la geometría y los parámetros ópticos
En este trabajo se aborda en forma teórica el problema de la generación de calor mediante la absorción de ondas electromagnéticas por nanopartículas metálicas pequeñas rodeadas por un medio dieléctrico infinito. Para esto se implementa un formalismo integral que involucra al vector de Hertz y al...
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Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas
2018
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En este trabajo se aborda en forma teórica el problema de la generación de calor mediante la
absorción de ondas electromagnéticas por nanopartículas metálicas pequeñas rodeadas por un medio
dieléctrico infinito. Para esto se implementa un formalismo integral que involucra al vector de Hertz y al
teorema óptico para encontrar el campo dispersado por la partícula a partir de su campo interno. Para
describir el campo interno se utiliza la aproximación cuasiestática, válida para partículas pequeñas con
tamaños menores al de una esfera de 10 nm de radio. El método utilizado supone una alternativa más
versátil que otros métodos y permite encontrar expresiones explícitas, que no pueden obtenerse al utilizar
métodos numéricos.
Se estudia la función dieléctrica efectiva, o corregida por tamaño, que permite dar una buena descripción
de la respuesta óptica de un volumen nanoscópico de un metal, para el cual el electromagnetismo
clásico, en principio, no es aplicable. Se pone un límite inferior a este modelo, que se corresponde con
una esfera de 2 nm de radio. Se incorpora luego al tratamiento un grado más de libertad en la función
dieléctrica: su dependencia con la temperatura. De este modo es posible obtener una expresión correcta
para la fuente de calor en una nanopartícula que está siendo iluminada.
Estos modelos permiten encontrar la sección eficaz de absorción y el aumento de temperatura
correspondiente a un estado estacionario en nanopartículas iluminadas en el rango visible. Se aplica
el método a nanopartículas esféricas y elipsoidales, compuestas de oro, y a nanopartículas esféricas
recubiertas, compuestas de oro y óxido de silicio en su núcleo y su cubierta, alternativamente. Estos
materiales se eligen por sus ventajas en su utilización para aplicaciones biológicas o médicas. |
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Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas |
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