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Coordenadas cromáticas producidas por absorción y esparcimiento en nanopartículas plasmónicas
Chromatic coordinates produced by absorption and scattering in plasmonic nanoparticles
CORINNE LUNA LLANES
Acceso Abierto
Atribución
autor
En este trabajo de tesis, se presenta un estudio teórico y experimental sobre los colores que se pueden generar con suspensiones coloidales de nanopartículas de oro y plata. Después de una introducción al problema de la interacción de luz con partículas y sistemas de partículas, así como la discusión de algunos métodos de cálculo, se presenta una breve introducción a la teoría del color. El énfasis es en los conceptos básicos requeridos para la descripción de los sistemas coloidales y la estimación de sus coordenadas de color. Posteriormente, se describen los métodos empleados para la fabricación de las nanopartículas, así como su caracterización por métodos ópticos y de microscopía electrónica. Los resultados obtenidos incluyen los cálculos de las secciones transversales de absorción, esparcimiento y extinción de partículas esféricas mediante cálculos de Mie, con los que se pueden estimar las propiedades ópticas inherentes del medio coloidal. Las propiedades ópticas aparentes se calculan utilizando la Ley de Beer-Lambert para partículas pequeñas y el método de Montecarlo para suspensiones con partículas más grandes. Utilizando la información espectroscópica de las propiedades aparentes de transmitancia y reflectancia, tanto teóricas como experimentales, se calculan las coordenadas de color de la muestra en geometrías de transmisión y reflexión. Se ubican las coordenadas en el diagrama de cromaticidad y se describen las trayectorias obtenidas al variar el tamaño de las nanopartículas. Finalmente, se considera el caso de mezclas de suspensiones coloidales con propiedades inherentes distintas.
In this thesis, we present a theoretical and experimental study of the colors that can be ge- nerated using colloidal suspensions of gold and silver nanoparticles. After an introduction to the problem of the interaction of light with particles and systems of particles, as well as a discussion on some calculation methods, we present a brief introduction to color theory. The emphasis is on the basic concepts required to describe colloidal systems and the estimation of their color coordinates. Subsequently, we describe the methods employed for the fabrication of the nanoparticles, as well as their characterization by optical and electron microscopy methods. The results obtained, inclu- de the calculations of the cross sections of absorption, scattering, and extinction of the particles using the expressions derived by Mie, and the calculated cross sections are used to estimate the inherent optical properties of the colloidal medium. The apparent optical properties of the samples are calculated using the Beer-Lambert law for small particles, and the Monte Carlo method for suspensions with larger particles. Based on the spectroscopic information of the experimental and theoretical properties of transmittance and reflectance, we calculate the color coordinates of the samples in geometries of transmission and reflection and locate them in the chromaticity diagram, mapping also the trajectories obtained by varying the particle size. Finally, we consider the case of mixtures of colloidal particles with different inherent optical properties.
2019
Tesis de maestría
Español
Luna Llanes, C. 2019. Coordenadas cromáticas producidas por absorción y esparcimiento en nanopartículas plasmónicas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 68 pp.
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