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• W2899999871 abstract "Las nanoparticulas metalicas (MNPs) presentan propiedades optoelectronicas unicas que dependen de su forma y su tamano y que no estan presente en particulas de tamanos macroscopicos. Estas propiedades surgen a partir de sus resonancias plasmonicas superficiales localizadas (LSPRs), que producen intensificaciones enormes del campo electromagnetico cerca de la superficie de las MNPs y aumentan sus secciones eficaces de dispersion y absorcion. Estos efectos han motivado el uso de las MNPs en muchas aplicaciones del campo de la nanotecnologia, incluyendo el sensado ultra-sensible, celdas solares, fotonica, microscopia, catalisis, medicina y farmaceutica. La fabricacion de MNPs puede conseguirse mediante metodos top-down(de arriba hacia abajo) o bottom-up(de abajo hacia arriba). En los primeros, un proceso litografico o de ataque quimico le agrega morfologia a una pelicula metalica previamente depositada sobre un sustrato. De esta manera pueden fabricarse estructuras en dos dimensiones con alta precision y resolucion. Sin embargo, la calidad del material es en general pobre y se obtienen particulas policristalinas con bordes rugosos. Ademas, la combinacion de dos o mas materiales mediante estas tecnicas es complicada. Por otro lado, MNPs de una gran variedad de formas y composiciones pueden ser producidas en procesos bottom-up mediante sintesis quimica. Estas MNPs son monocristalinas y se les puede dar funciones quimicas o biologicas especificas en su superficie. Sin embargo, las MNPs coloidales se obtienen en suspensiones liquidas y no es facil controlar su ensamblado en posiciones precisas de un sustrato. Uno de los desafios actuales de la nanotecnologia es el desarrollo de un metodo para controlar su ensamblado con precision nanometrica, lo que permitiria la aplicacion de la enorme libreria de particulas coloidales en nano y micro-dispositivos. La impresion optica de MNPs es un metodo puramente optico que puede cumplir este objetivo. El mismo emplea laseres fuertemente enfocados para atrapar MNPs desde una suspension coloidal y llevarlas individualmente hasta posiciones especificas de un sustrato con gran precision y versatilidad de diseno. Debido a que esta basada en fuerzas opticas y que la interaccion de la luz depende fuertemente de la forma y el material de la MNP, la tecnica tiene un gran potencial para la deposicion selectiva de diferentes tipos de MNPs y su combinacion en patrones organizados. Esta tesis presenta un estudio sistematico de la precision y la resolucion de la tecnica de impresion optica de nanoparticulas metalicas. Su potencial, sus limitaciones y perspectivas son analizadas en base a experimentos y consideraciones teoricas. En primer lugar, la precision para inmovilizar MNPs unicas fue estudiada en funcion de la potencia del laser de impresion, para MNPs esfericas de oro y plata. Se identificaron dos regimenes diferentes, dependiendo de si el laser utilizado estaba o no sintonizado con la LSPR de la particula. Sorprendentemente y a pesar de ser una tecnica optica de campo lejano, es posible imprimir MNPs con una precision cercana a los 50nm, muy por debajo del limite de difraccion. Luego se estudio la resolucion de la impresion optica, entendida como la capacidad de imprimir dos o mas particulas a distancia controlada. Antes de este trabajo hubo varios reportes en donde se mostro que era imposible imprimir dos particulas a distancias menores que 200 - 300 nm, debido a una repulsion de naturaleza incierta. Este hecho constituyo una importante limitacion en la tecnica, que impidio su implementacion para fabricar circuitos de MNPs conectadas o estructuras con particulas acopladas plasmonicamente. En esta tesis se estudiaron los origenes de esa repulsion y se encontro que estaba relacionada al calentamiento optico de las particulas ya impresas sobre el sustrato. Se propusieron y pusieron a prueba experimentalmente varias estrategias para lograr la impresion de particulas conectadas, lograndose por primera vez la impresion optica de particulas conectadas y con orientacion bien definida. Finalmente, la impresion optica fue utilizada como una herramienta para el estudio sistematico de reacciones quimicas el nivel de particula unica. NPs de oro impresas opticamente fueron usadas como semillas a partir de las cuales se obtuvieron NPs mas grandes mediante la reduccion asistida por plasmonica de HAuCl4acuoso. De esta manera la geometria final de cada particula se controlo independientemente." @default.
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