Colocación controlada de nanopartículas de oro en películas delgadas de polidimetilsiloxano mediante autoensamblaje dirigido

Un método económicamente escalable y reproducible para ensamblar nanopartículas (NPs) en conjuntos ordenados con alta fidelidad sigue siendo un obstáculo fundamental. Métodos como el autoensamblaje dirigido han demostrado ser muy prometedores y han dado lugar a cavidades de polímero prepatrónadas con una densidad superior al 85%. Este trabajo perfecciona el autoensamblaje dirigido controlando la velocidad de evaporación, la velocidad del sustrato (velocidad de deposición) y el diámetro de las NP, lo que da lugar a la fabricación reproducible de matrices ordenadas con áreas >2 mm×2 mm y ~100 ensidades de cavidades rellenas. Los espectros ópticos medidos mostraron un desplazamiento azul en los picos de resonancia de plasmón superficial localizado (LSPR) y de resonancia de red superficial (SLR) con el aumento de la densidad de NP para las NPs de oro (Au) de 100 y 150 nm. La aproximación dipolar discreta (DDA), la aproximación dipolar acoplada (CDA), la CDA semianalítica rápida (rsa-CDA) y las simulaciones de la teoría de Mie se ajustaron estrechamente a los cálculos de extinción por nanopartícula (extinción/NP) para los espectros de extinción medidos. Se utilizó una matriz ordenada que contenía AuNPs de 150 nm para compararla con las estimaciones rsa-CDA utilizando índices de refracción (RI) tanto de polidimetilsiloxano (PDMS) como de vidrio, lo que dio como resultado estimaciones de la ubicación de los picos dentro de 1,7 y aumentos relativos comparables en las alturas de los picos. Se demostró que tanto las alturas de pico SLR medidas como las simuladas aumentaban significativamente cuando el conjunto estaba sobre vidrio en comparación con el PDMS.

Autores: Keith R., Berry; Ricardo L., Romo; Megan, Mitchell; Vinith, Bejugam; D. Keith, Roper