Nanoantenne plasmoniche per Biosensing e Near-field imaging a frequenze Infrarosse

Ambito della ricerca

Fisica sperimentale della materia

Abstract

La possibilità di controllare la nanostrutturazione di superfici ha recentemente permesso lo studio fondamentale della peculiare interazione luce-materia su scala inferiore alla lunghezza d’onda della radiazione, e lo sviluppo di una vasta gamma di applicazioni dalle spettroscopie e microscopie ottiche, alla biosensoristica e alla fotonica (photodetectors e fotovoltaico). In questo contesto un aspetto interessante riguarda la nanofabbricazione su larga scala (cm2) di nanostrutture metalliche in grado di sostenere l’eccitazione di risonanze plasmoniche localizzate e di comportarsi come nanoantenne. L’amplificazione del campo elettromagnetico in prossimità di tali nanoantenne è cruciale per la rivelazione di segnali molto deboli, tipicamente emessi da molecole presenti bassa concentrazione sulla superficie (e.g. spettroscopia Raman). In parallelo la distribuzione di campo elettrico in prossimità di nanoantenne risonanti può essere misurata con risoluzione spaziale inferiore alla lunghezza d’onda della radiazione tramite tecniche di microscopia scanning probe accoppiate a fasci ottici (Scanning Near-field Optical Microscopy, SNOM). Scopo di questo lavoro di tesi è la nanofabbricazione di nanoantenne plasmoniche auto-organizzate risonanti nello spettro Infrarosso (IR) e Terahertz per applicazioni di spettroscopia SERS e di microscopia in campo prossimo(SNOM). Si ottimizzerà la nanostrutturazione di substrati IR-trasparenti per il confinamento di nanoantenne plasmoniche. Si misureranno le proprietà ottiche e morfologiche dei campioni ottenuti tramite microscopia SEM e AFM e spettroscopia ottica. Obiettivo finale della ricerca è la misura delle proprietà delle nanoantenne plasmoniche in regime di campo prossimo a frequenze IR. Tali misure verranno svolte in collaborazione con il prof. Ortolani (Università La Sapienza) e con il prof. Alessandri (Università di Brescia).