Modelado y simulación de la respuesta plasmónica de arreglos finitos de nanoesferas metálicas para diseño de biosensores
ilustraciones, diagramas, fotografías
- Autores:
-
Fernández Escobar, Sandra Milena
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
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- OAI Identifier:
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- Palabra clave:
- 530 - Física::535 - Luz y radiación relacionada
530 - Física::537 - Electricidad y electrónica
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Blanco Bea, Duani ; Pérez Tejeda, Alain ; Acuña Pardo, Arlenis ; Carreño Cuador, Jenry: Nanomedicina: aspectos generales de un futuro promisorio.En: Revista Habanera de Ciencias Médicas 10 (2011), Nr. 3, p. 0–0 Bohren, Craig F. ; Huffman, Donald R.: Absorption and scattering of light by small particles. John Wiley & Sons, 2008 Chung, Taerin ; Lee, Seung-Yeol ; Song, Eui Y. ; Chun, Honggu ; Lee, Byoungho: Plasmonic nanostructures for nano-scale bio-sensing. En: Sensors 11 (2011), Nr. 11, p. 10907–10929 Cuesta, Irene F.: Nanoimprint lithography: developments and nanodevice fabrication, Universitat Autónoma de Barcelona, Tesis de Grado, 2009 Dahlin, Andreas B. ; Tegenfeldt, Jonas O. ; Höök, Fredrik: Improving the instrumental resolution of sensors based on localized surface plasmon resonance. En: Analytical chemistry 78 (2006), Nr. 13, p. 4416–4423 Diaz-Egea, Carlos [u. a.]: Nano-análisis estructural y espectroscópico de nanoestructuras metálicas plasmónicas. 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Springer,2006 Homola, Jirí Í ; Yee, Sinclair S. ; Gauglitz, G¨unter: Surface plasmon resonance sensors. En: Sensors and actuators B: Chemical 54 (1999), Nr. 1-2, p. 3–15 Jackson, John D.: Classical electrodynamics. American Association of Physics Teachers, 1999 Jatschka, Jacqueline ; Dathe, André; Csáki, Andrea ; Fritzsche, Wolfgang ; Stranik, Ondrej: Propagating and localized surface plasmon resonance sensingˆa€”A critical comparison based on measurements and theory. En: Sensing and bio-sensing research 7 (2016), p. 62–70 Johnson, Peter B. ; Christy, R-WJPrB: Optical constants of the noble metals. En: Physical review B 6 (1972), Nr. 12, p. 4370 Klar, T ; Perner, M ; Grosse, S ; Von Plessen, G ; Spirkl, W ; Feldmann, J: Surface-plasmon resonances in single metallic nanoparticles. En: Physical Review Letters 80 (1998), Nr. 19, p. 4249 Knight, Mark W. ; Wu, Yanpeng ; Lassiter, J B. ; Nordlander, Peter ; Halas, Naomi J.: Substrates matter: influence of an adjacent dielectric on an individual plasmonic nanoparticle. En: Nano letters 9 (2009), Nr. 5, p. 2188–2192 Kretschmann, Erwin ; Raether, Heinz: Radiative decay of non radiative surface plasmons excited by light. En: Zeitschrift für Naturforschung A 23 (1968), Nr. 12, p. 2135–2136 Maccaferri, Nicolò: Designer magneto-optics with plasmonic magnetic nanostructures. (2016) Maier, Stefan A.: Surface plasmon polaritons at metal/insulator interfaces. En: Plasmonics: Fundamentals and Applications. Springer, 2007, p. 21–37 Markel, VA ; Shalaev, VM ; Zhang, P ; Huynh, W ; Tay, L ; Haslett, TL ; Moskovits, M: Near-field optical spectroscopy of individual surface-plasmon modes in colloid clusters. En: Physical Review B 59 (1999), Nr. 16, p. 10903 Mattos, Vicente S. ; de Castro Neto, Jarbas C. ; Guimaraes, Francisco Eduardo G. ; Caface, Raphael A. ; Materón, Elsa M.: Functionalization of nanostructured surfaces for optical sensor platforms. En: Optical Sensors 2023 Vol. 12572 SPIE, 2023, p. 170–176 Mejía-Salazar, JR ; Oliveira Jr, Osvaldo N.: Plasmonic biosensing: Focus review. En: Chemical reviews 118 (2018), Nr. 20, p. 10617–10625 Mie, Gustav: Contributions to the optics of turbid media, particularly of colloidal metal solutions. En: Contributions to the optics of turbid media 25 (1976), Nr. 3, p. 377–445 Mikhailovsky, AA ; Petruska, MA ; Li, Kuiru ; Stockman, MI ; Klimov, VI: Phase-sensitive spectroscopy of surface plasmons in individual metal nanostructures. En: Physical Review B 69 (2004), Nr. 8, p. 085401 Miljkovic, Vladimir D. ; Pakizeh, Tavakol ; Sepulveda, Borja ; Johansson, Peter ; Kall, Mikael: Optical forces in plasmonic nanoparticle dimers. En: The Journal of Physical Chemistry C 114 (2010), Nr. 16, p. 7472–7479 Morales, Juan Carlos J.: Estudio de procesos resonantes en arreglos bidimensionales de nanopartículas. INAOE, 2012 Noguez, Cecilia: Surface plasmons on metal nanoparticles: the influence of shape and physical environment. En: The Journal of Physical Chemistry C 111 (2007), Nr. 10, p.3806–3819 Nordlander, Peter ; Oubre, C ; Prodan, E ; Li, K ; Stockman, MI: Plasmon hybridization in nanoparticle dimers. En: Nano letters 4 (2004), Nr. 5, p. 899–903 Novotny, Lukas ; Hecht, Bert: Principles of nano-optics. Cambridge university press, 2012 Oskooi, Ardavan F. ; Roundy, David ; Ibanescu, Mihai ; Bermel, Peter ; Joannopoulos, John D. ; Johnson, Steven G.: MEEP: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method. En: Computer Physics Communications 181 (2010), Nr. 3, p. 687–702 Ritchie, Rufus H.: Plasma losses by fast electrons in thin films. 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Este trabajo consiste en realizar un análisis teórico-computacional de la respuesta plasmónica de diferentes configuraciones geométricas de nanoesferas de oro, con el fin de evaluar la configuración más viable para su aplicación en la plataforma de biodetección. Se emplea el método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD) para estudiar las propiedades ópticas de diferentes configuraciones como nanoesfera aislada, dímero, hexágono y heptámero. Se presta especial atención a la influencia del entorno dieléctrico, la cantidad de nanoesferas en cada sistema y la separación entre ellas. Los resultados revelaron patrones distintivos en la respuesta plasmónica de los diferentes sistemas, evidenciando cambios significativos en función de las variaciones en el entorno dieléctrico y la disposición de las nanoesferas. A través de este análisis, se logra, identificar la configuración geométrica teórica óptima para ser implementada en la plataforma de biodetección, proporcionando valiosas perspectivas para futuras aplicaciones en el campo de la detección biomolecular. (Texto tomado de la fuente).This thesis is developed within the framework of the alliance between the National University of Colombia, the Francisco Jos\'{e} de Caldas District University, and the Leibniz Institute of Photonic Technology (Jena, Germany), with the aim of creating an ultrasensitive plasmonic detection platform. The work involves a theoretical-computational analysis of the plasmonic response of different geometric configurations of gold nanospheres to evaluate the most viable configuration for its application in the biodetection platform. The Finite Difference Time Domain (FDTD) method is used to study the optical properties of various configurations such as isolated nanosphere, dimer, hexagon, and heptamer. Special attention is given to the influence of the dielectric environment, the quantity of nanospheres in each system, and their separation. The results reveal distinctive patterns in the plasmonic response of different systems, showing significant changes based on variations in the dielectric environment and the arrangement of nanospheres. Through this analysis, the optimal theoretical geometric configuration is identified for implementation in the biodetection platform, providing valuable insights for future applications in the field of biomolecular detection.MaestríaMagíster en Ciencias - FísicaPlasm´onicax, 68 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaBogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - FísicaFacultad de CienciasBogotá, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá530 - Física::535 - Luz y radiación relacionada530 - Física::537 - Electricidad y electrónica000 - Ciencias de la computación, información y obras generales::006 - Métodos especiales de computaciónPlasmones superficiales localizadosResonancia plasmónicaPlasmonesBiosensoresLocalized surface plasmonsFinite-difference time-domain methodModelo de simulaciónSimulation modelsbiosensorPlasmónicabiosensorplasmonicsModelado y simulación de la respuesta plasmónica de arreglos finitos de nanoesferas metálicas para diseño de biosensoresModeling and simulation of the plasmonic response of finite arrangements of metallic nanospheres for biosensor designTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMBlanco Bea, Duani ; Pérez Tejeda, Alain ; Acuña Pardo, Arlenis ; Carreño Cuador, Jenry: Nanomedicina: aspectos generales de un futuro promisorio.En: Revista Habanera de Ciencias Médicas 10 (2011), Nr. 3, p. 0–0Bohren, Craig F. ; Huffman, Donald R.: Absorption and scattering of light by small particles. John Wiley & Sons, 2008Chung, Taerin ; Lee, Seung-Yeol ; Song, Eui Y. ; Chun, Honggu ; Lee, Byoungho: Plasmonic nanostructures for nano-scale bio-sensing. En: Sensors 11 (2011), Nr. 11, p. 10907–10929Cuesta, Irene F.: Nanoimprint lithography: developments and nanodevice fabrication, Universitat Autónoma de Barcelona, Tesis de Grado, 2009Dahlin, Andreas B. ; Tegenfeldt, Jonas O. ; Höök, Fredrik: Improving the instrumental resolution of sensors based on localized surface plasmon resonance. En: Analytical chemistry 78 (2006), Nr. 13, p. 4416–4423Diaz-Egea, Carlos [u. a.]: Nano-análisis estructural y espectroscópico de nanoestructuras metálicas plasmónicas. (2016)Estevez Díaz, Yordano: Fabricación y caracterización de un biosensor plasmónico, Universidad Autónoma de Nuevo León, Tesis de Grado, 2021Fox, Mark: Optical properties of solids. American Association of Physics Teachers, 2002García Álvarez, Julio C.: Electromagnetismo computacional. (2023)Haran, Gilad ; Chuntonov, Lev: Artificial plasmonic molecules and their interaction with real molecules. En: Chemical reviews 118 (2018), Nr. 11, p. 5539–5580Herreño-Fierro, César A ; Patino, Edgar J. ; Armelles, Gaspar ; Cebollada, Alfonso: Surface sensitivity of optical and magneto-optical and ellipsometric properties in magnetoplasmonic nanodisks. En: Applied Physics Letters 108 (2016), Nr. 2, p.021109Hoa, Xuyen D. ; Kirk, AG ; Tabrizian, M: Towards integrated and sensitive surface plasmon resonance biosensors: A review of recent progress. En: Biosensors and bioelectronics 23 (2007), Nr. 2, p. 151–160Homola, Jirí ; Piliarik, Marek: Surface plasmon resonance (SPR) sensors. Springer,2006Homola, Jirí Í ; Yee, Sinclair S. ; Gauglitz, G¨unter: Surface plasmon resonance sensors. En: Sensors and actuators B: Chemical 54 (1999), Nr. 1-2, p. 3–15Jackson, John D.: Classical electrodynamics. 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