Nanoestructuras híbridas metal plasmónico-magnetita con absorción de luz incrementada

ENCINA, E. R.

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

AAIFQ

Introducción. Para utilizar la energía solar en nuestro beneficio, ésta puede convertirseen energía eléctrica o química mediante procesos fotovoltaicos y fotocatalíticos,respectivamente. La combinación de materiales semiconductores con nanopartículas demetales plasmónicos en una misma estructura, dando lugar a las denominadasnanoestructuras híbridas (NH), es una estrategia importante para incrementar laeficiencia de fotoconversión de los materiales empleados en procesos fotocatalíticos.En este trabajo se estudiaron, mediante simulaciones electrodinámicas sistemáticas, laspropiedades ópticas de NHs compuestas por un núcleo esférico de diámetro D de unmetal plasmónico (Au, Ag, Al) cubierto por una coraza concéntrica de espesor E delóxido Fe3O4. Las simulaciones se realizaron utilizando el método de aproximación dedipolos discretos.1Resultados. Algunos resultados se muestran en la siguiente figura. (Panel A) Espectrode eficiencia de absorción de una NH Ag/Fe3O4 (D=30 nm, E=10 nm) en medio acuoso(curva roja) junto con las respectivas contribuciones del núcleo de Ag (curva verde) y dela coraza de Fe3O4 (curva azul), y de una nanoesfera homogénea de Fe3O4 (D=50 nm)(curva negra). (Paneles B y C) Incrementos de campo eléctrico producidos bajoexcitación con radiación de 540 nm en (B) la NH y (C) la nanoesfera de Fe3O4. (PanelD) Dependencia del flujo de fotones absorbidos en la coraza de Fe3O4 con el diámetrodel núcleo metálico D, para una relación D+2E=50 nm.Conclusiones. El flujo de fotones absorbidos en la coraza de Fe3O4 presenta unamarcada dependencia con la composición y dimensiones de la NH. Una adecuadaselección tanto de las variables geométricas D y E como del metal plasmónico podríadar lugar a NHs con eficientes desempeños como fotocatalizadores heterogéneos.