Design snd Manipulation of Plasmonic Nanoparticles: Fundamentals, Dynamics, and Applications in Sensing snd Spectroscopy [Design e Manipolazione delle Nanoparticelle Plasmoniche: Fondamenti, Dinamiche e Applicazioni nella Sensoristica e nella Spettroscopia]

Le straordinarie proprietà ottiche delle nanoparticelle (NPs) a base di metalli nobili sono il risultato della risonanza plasmonica superficiale localizzata (LSPR), un fenomeno che consiste nell’oscillazione collettiva degli elettroni liberi confinati in un piccolo volume. L’obiettivo di questa tesi è quello di studiare le proprietà ottiche delle NPs di oro e argento, in forma colloidale e in stato solido, con particolare attenzione su come il comportamento ottico di questi sistemi sia influenzato dalla morfologia e dall’accoppiamento interparticellare, e di fornire prove sperimentali a sostegno del loro ulteriore impiego nella rilevazione di vapori. Il primo capitolo fornisce una panoramica sulle tecniche di sintesi chimiche e basate sull’impiego dei laser utilizzate in questa tesi per la produzione di NPs, di diversa dimensione e morfologia, disperse in liquidi. Le tecniche adottate sono state confrontate con altre strategie di sintesi comunemente usate. Successivamente, nel secondo capitolo, sono stati trattati i concetti fondamentali di plasmone in un metallo bulk e su scala nanometrica, i quali sono stati spiegati mediante modelli matematici e numerici, al fine di illustrare come evolve il fenomeno passando dai plasmoni di volume ai plasmoni di superficie localizzati in sistemi isolati. Tuttavia, dato che i plasmoni di superfice localizzati sono influenzati dall’interazione fra le NPs vicine, oltre che dall’ambiente circostante, il terzo capitolo approfondisce l’effetto dell’aggregazione delle NPs, considerando anche la morfologia delle NPs di oro, la quale può essere modificata tramite irraggiamento con laser pulsato. Inoltre, attraverso la spettroscopia ottica transiente ultraveloce è stato investigato l’effetto dell’aggregazione sulla dinamica di rilassamento degli elettroni di NPs di oro di diversa dimensione. Il quarto capitolo approfondisce le performance sensoristiche di NPs di argento ancorate con un silano sulla superficie di substrati trasparenti, ed esposte a diverse concentrazioni di vapore acqueo; lo studio esplora l’impatto che la forma e le proprietà superficiali esercitano sulla sensibilità delle nanoparticelle. I dati presentati nella tesi sono stati supportati da simulazioni “Finite-Difference Time-Domain”. Si ritiene che questa tesi possa contribuire a fornire conoscenze utili sulle proprietà ottiche delle particelle di oro e argento su scala nanometrica.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2026

Author dc:creator

• CATANZARO, Lucrezia

Contributors dc:contributor

• MIRABELLA, SALVATORE

• Localized surface plasmon resonance
• Noble metal nanoparticle
• Pulsed laser ablation in liquid
• Numerical simulation
• Plasmon coupling
• Ultrafast spectroscopy
• Vapor sensors
• Risonanza plasmonica superficiale localizzata
• Nanoparticelle di metalli nobili
• Ablazione laser pulsata in liquido
• Simulazioni numeriche
• Accoppiamento plasmonico
• Spettroscopia ultraveloce
• Sensori di vapori

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/724372

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/724372