Relación entre el Tamaño de Grano y las Propiedades Ópticas de Nanopartículas

Relación Tamaño de Grano con ABS

Dependiendo del tamaño de las partículas, el espectro de absorción (ABS) varía enormemente. Es necesaria una distribución homogénea de tamaños para que los picos sean lo más estrechos posibles. A menor tamaño de partícula, la ABS se da a menores longitudes de onda.

Relación Tamaño de Grano con el GAP y con Luminiscencia

La partícula, al ser tan pequeña, se puede confinar en un pozo de potencial. Su energía viene dada por: E_n= n²/L², donde n son los niveles cuánticos y L es la longitud de la caja de potencial, que es equiparable al tamaño de partícula. De esta forma:

• Si aumenta el tamaño de la partícula → Disminuye Eg (GAP).
• Si aumenta el tamaño de la partícula → Aumenta λ (Espectro: Azul → Rojo).

Aplicación

Mediante la modificación del tamaño de la nanopartícula es posible modificar sus propiedades ópticas. Por lo general, una partícula absorbe más energía de la que luego emite en forma de fotón. La diferencia entre una y otra se traduce en vibración (fonón). Mediante la reducción de tamaño se consigue un corrimiento hacia menores λ, y tanto la ABS como la emisión son más energéticas. Así se consigue que materiales con ABS en el infrarrojo (IR) emitan en el visible.

Síntesis por Condensación con Gas Inerte

El proceso más importante es el de evaporación-condensación. En este proceso se introduce un sólido metálico en una cámara con cierto vacío y se introduce a su vez un gas noble (Ar). El Ar hace más fácil la condensación. En una parte de la cámara se introduce un dedo frío, que es una zona que se mantiene a muy baja temperatura (se suele emplear N₂ líquido).

Por termodifusión, las partículas metálicas terminan condensando en la superficie del dedo frío, en forma de polvo. Gracias a este método se producen nuevos procesos de producción: se parte de un precursor metálico al cual se le aporta energía, mediante calentamiento por efecto Joule o mediante láser, para arrancar átomos del material; también se pueden emplear electrodos.

En la cámara se introduce un gas de transporte que produce un flujo que arrastra las moléculas. Este gas tiene varias funciones: hace más fáciles las colisiones entre partículas, pero también reduce la temperatura, lo que produce la sobresaturación del gas y la condensación de las partículas. Existe otra posibilidad: no utilizar solamente el precursor sólido, sino una mezcla de precursores sólidos y alguno gaseoso; de esta manera se produce una reacción in situ.