κ = λ ε1 +2εm

Síntesis de metales granulares de nanopartículas embebidas en una
matriz amorfa dieléctrica mediante la técnica de pulverización catódica
(RF-Sputtering) de blancos compuestos para aplicaciones plasmónicas
Resumen:
Los metales granulares (GM) constituidos por una distribución aleatoria de nanopartículas
metálicas embebidas en una matriz amorfa dieléctrica se han convertido en uno de los marcos
paradigmáticos para el descubrimiento de nuevos fenómenos, modelos y teorías en la Ciencia
de los Materiales y la Física Aplicada. Estos materiales presentan prometedoras aplicaciones
ópticas asociadas a sus grados adicionales de libertad en la complejidad del sistema, lo cual
conduce a una variedad de nuevos fenómenos, tales como el hecho de que pueden concentrar
y atrapar la luz cuando se excitan los plasmones superficiales, dando lugar al acoplamiento de
la radiación electromagnética incidente y, por lo tanto, mejorando el campo eléctrico en muchos
órdenes de magnitud. En particular, las películas granulares delgadas de oro exhiben una
diversidad de aplicaciones atractivas, tales como el uso en recubrimientos anti-reflectantes
para la luz infrarroja, los sensores integrados en dispositivos, en la mejora del rendimiento
fotovoltaico, y otras aplicaciones fotónicas y plasmónicas. El efecto de tamaño finito de las
partículas de oro exhibe una fuerte absorción y dispersión de la luz visible e infrarroja debido a
la resonancia de los plasmones de superficie localizados (LSPR) en las nanopartículas. En el
régimen cuasi-estático (QS), i.e., (2R<< λ), la interacción de la luz con las partículas metálicas
esféricas de tamaño más pequeño que la longitud de onda de la luz (R es el radio de las
partículas) está bien descrita por la teoría de Mie basada en la solución exacta de las
ecuaciones de Maxwell. Además, en la aproximación de dipolo, el coeficiente de extinción 
para N partículas de volumen V es independiente del tamaño y se describe por:

18NV m3 2 2
1  2 m    22
2
Siendo λ la longitud de onda de absorción de la radiación,

circundante,
1,2

 m la constante dieléctrica del medio
las partes real e imaginaria de la función dieléctrica. Sin embargo, para las
partículas de tamaño inferior a 20 nm, el efecto intrínseco de las nanoparticulas se hace
dominante, en este caso, la anchura del plasmon es inversamente proporcional al radio de las

partículas. Además, se ha demostrado que la frecuencia
de resonancia del plasmón  p puede

también
depender de muchos factores como del tamaño de las nanoparticlas, el entorno
inmediato, la estructura de bandas, la distribución de partículas, y los recorridos libres medios
de los electrones de conducción. Considerándolo todo, sigue siendo de gran interés desarrollar

el método de fabricación, estudiar y discutir el efecto del tamaño y de los entornos dieléctricos
bajo la aproximación cuasi-estática (QS).
Referencias
H.Bakkali, E.Blanco, M.Dominguez, M.B.de la Mora, C.Sánchez-Aké and M.Villagrán-Muniz,
Optical properties of granular metals studied by Spectroscopic Ellipsometry, pendiente de
publicarse en Materials Letter (Elsevier)
H.Bakkali, M.Dominguez, X.Batlle and A.Labarta, Universality of the electrical transport in
granular metals, Nature-Scientific Reports 6, 29676, 2016
H.Bakkali, M.Dominguez, M.B.de la Mora and M.Villagrán-Muniz, Tunable Surface Plasmon
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