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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3251| Resonancias plasmónicas en nanopartículas: Esparcimiento inverso y aspectos térmicos Plasmonic resonances in nanoparticles: Inverse scattering and thermal aspects | |
| JUANA GABRIELA CALVILLO VAZQUEZ | |
| EUGENIO RAFAEL MENDEZ MENDEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Esparcimiento, Resonancia Plasmónica, Nanopartículas Metálicas, Temperatura, Algoritmo Genético Scattering, Plasmonic Resonance, Metallic Nanoparticles, Temperature, Genetic Algorithm | |
| En esta tesis, se presenta un estudio de las propiedades de esparcimiento electromagnético de nanopartículas metálicas con distintas geometrías, tamaños y materiales, así como algunos aspectos térmicos que describen la relación entre la absorción y el incremento en la temperatura de las nanopartículas en un medio acuoso. Como es ya conocido, la resonancia plasmónica de las nanopartículas depende fuertemente de la geometría, la constante dieléctrica de las nanopartículas, y el índice de refracción del medio. Con el objetivo de sintonizar la resonancia dentro de la primera ventana biológica, se realizaron cálculos son distintas geometrías, tamaños y materiales. El cálculo de las secciones transversales de partículas esféricas está basado en el desarrollo de Mie, mientras que, para otras geometrías, como estrellas sólidas, estrellas huecas, cilindros y cubos, se utilizaron métodos numéricos como el DDA y el SCUFF-EM. Con base en estos resultados teóricos, se desarrolló un método de esparcimiento inverso que permite estimar la distribución de tamaños de partícula presentes en una muestra coloidal de nanopartículas metálicas. Aunque con ciertas limitaciones, el algoritmo también permite obtener información sobre la forma y el material de las nanopartículas. El algoritmo genético desarrollado utiliza una biblioteca con propiedades ópticas calculadas para nanopartículas de varios tamaños y formas, y no requiere de aproximaciones en la descripción de la interacción de la luz con ellas. Por el lado experimental, se fabricaron nanopartículas y se caracterizaron tanto ópticamente, como por medio de microscopía electrónica. La viabilidad del algoritmo de inversión fue probada utilizando datos experimentales de absorbancia y atenuancia. In this thesis, a study of the electromagnetic scattering properties of metallic nanoparticles with different geometries, sizes, and materials is presented, as well as some thermal aspects that describe the relationship between absorption and temperature increase of nanoparticles in an aqueous environment. It is known that the plasmon resonance of nanoparticles depends strongly on the geometry, the dielectric constant of the nanoparticles, and the refractive index of the medium. In order to tune the resonance within the first biological window, calculations were made for different geometries, sizes, and materials. The calculation of the cross-section of spherical particles is based on the development of Mie, while for other geometries, such as solid stars, hollow stars, cylinders, and cubes, numerical methods such as DDA and SCUFFEM were used. Based on these theoretical results, an inverse scattering method was developed to estimate the particle size distribution present in a colloidal sample of metallic nanoparticles. Although with certain limitations, the algorithm also allows to obtain information about the shape and material of the nanoparticles. The genetic algorithm developed uses a library with optical properties calculated for nanoparticles of various sizes and shapes, and does not require approximations in the description of the interaction of light with them. On the experimental side, nanoparticles were manufactured and characterized both optically and by electron microscopy. The feasibility of the inversion algorithm was tested using experimental data on absorbance and attenuation. | |
| CICEE | |
| 2020 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Calvillo Vázquez, J.G. 2020. Resonancias plasmónicas en nanopartículas: Esparcimiento inverso y aspectos térmicos. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 115 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Tesis_Calvillo Vazquez Juana Gabriela_12 mayo 2020.pdf | Versión completa de la tesis | 37.92 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |