Modi di Vibrazioni Acustiche in Nanoparticelle bimetalliche di Oro-Argento

30 Maggio 2022 Pubblicazioni

Il gruppo EFSL, in collaborazione con i laboratori dell'Université Paris-Saclay (Francia), Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces e Laboratoire de Physique des Solides, e con l'Institut des Molécules et Matériaux du Mans della Le Mans Université, ha pubblicato un lavoro nella Special Issue "Photonics and Plasmonics: New Challenges for Optical Nanostructured Materials" della rivista Chemosensors. Il titolo dell'articolo è "Acoustic Vibration Modes of Gold–Silver Core–Shell Nanoparticles".

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Le nanoparticelle (NP) bimetalliche core-shell di oro-argento a forma di cuboide sono caratterizzate da una complessa risposta plasmonica, con un modo dipolare longitudinale e diversi modi trasversi di ordine superiore nel vicino UV, che possono trovare utilizzo in un'ampia gamma di applicazioni.

In questo lavoro, grazie alla spettroscopia pompa-sonda di assorbimento transiente (TA), la specificità di questi modi nella risposta ottica transiente ultraveloce delle NP viene sfruttata per esplorare le vibrazioni delle NP. L'analisi Fast Fourier Transform della dinamica dell'assorbimento transiente rivela infatti specifici modi vibrazionali nell'intervallo di frequenze 15-150 GHz, che sono stati studiati anche tramite simulazioni numeriche basate sul metodo degli elementi finiti. Mentre le nanobacchette di solo oro mostrano modi estensionali e modi di respiro (breathing), le NP bimetalliche presentano modi più complessi, che coinvolgono lo spostamento di facce, spigoli e angoli. Si osserva che l'ampiezza e la frequenza di questi modi dipendono dallo spessore dell'intorno di argento, in quanto il contenuto di argento modifica le dimensioni relative e la massa della NP. Inoltre, il contributo dei modi vibrazionali negli spettri sperimentali di assorbimento transiente dipende dalla lunghezza d'onda del laser di sonda. Combinando le simulazioni delle proprietà ottiche ed elastiche delle NP, è stato possibile ottenere informazioni su questa dipendenza, analizzando l'effetto del meccanismo coinvolto nell'accoppiamento acusto-plasmonico.

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