Este libro discute dos de los fenómenos ópticos de espectroscopía amplificada por superficies: SERS (espectroscopía Raman) y SEF (fluorescencia), que ocurren sobre nanoestructuras metálicas que soportan plasmones superficiales.
La obra comienza con un capítulo dedicado a la teoría, donde se explica por qué solo unos tipos de nanoestructuras producen amplificación. En el segundo capítulo se desarrolla una explicación detallada del origen del scattering inelástico de la radiación electromagnética cuando interactúa con una molécula, dando lugar a los espectros Raman, que se convierten en espectros SERS en presencia de una nanoestructura adecuada. El capítulo tercero está dedicado a la fabricación de dichas nanoestructuras. El cuarto capítulo describe experimentos SERS/SEF que ilustran cómo estos tipos de espectros contienen información, tanto de la nanoestructura como de la radiación electromagnética inicial. El libro se cierra con una discusión del fenómeno de la fluorescencia amplificada por superficies (SEF). También se incluye un glosario con la terminología empleada.
Los autores son especialistas en el estudio y diseño, tanto desde un punto de vista teórico como experimental, de superficies plasmónicas con capacidad para amplificar señales ópticas (en particular, espectroscopía Raman y de fluorescencia) y para desarrollar nanosensores con límites de detección a nivel de moléculas individuales. El deseo de los autores es que esta obra sirva como introducción a estudiantes, científicos y tecnólogos que necesiten utilizar en su actividad profesional algunos aspectos de la espectroscopía SERS y SEF.
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- Índice de contenidos
- Perfiles académicos de los autores
- Introducción
- Capítulo 1. Plasmones de superficie localizados en nanoestructuras metálicas
- 1.1. Introducción a los espectros de sistemas de núcleos y electrones
- 1.2. Solución de las ecuaciones de Maxwell para una esfera. Teoría de Mie
- 1.3. Plasmones localizados en nanoestructuras metálicas de diferentes formas y tamaños
- 1.4. Multimodo en superficies nanoestructuradas
- 1.5. Amplificación del campo eléctrico en nanoestructuras
- Capítulo 2. Espectroscopia Raman y su amplificación por plasmones localizados en nanestructuras metálicas
- 2.1. Introducción
- 2.2. Principios básicos de la espectroscopía raman
- 2.3. Instrumentación
- 2.4. Espectroscopía raman amplificada por plasmones localizados en nanoestructuras metálicas
- Capítulo 3. Métodos experimentales de la espectroscopía amplificada por superficie
- 3.1. Introducción
- 3.2. Electrodos metálicos
- 3.3. Películas metálicas
- 3.4. Nanopartículas metálicas en suspensión o coloides metálicos
- 3.5. Propiedades eléctricas de las superficies de nanopartículas metálicas: potencial zeta y agregación de nanopartículas
- 3.6. Caracterización de nanopartículas metálicas: regímenes de agregación de nanopartículas metálicas
- 3.7. Métodos de preparación de coloides metálicos
- 3.8. Preparación de nanopartículas mediante fotorreducción
- 3.9. Ablación laser
- 3.10. Modificación de nanopartículas metálicas
- 3.11. Preparación de nanopartículas con formas anisotrópicas: nanovarillas, nanohilos, nanoprismas, nanodiscos, nanoestrellas y nanoflores
- 3.12. Funcionalización de superficies metálicas plasmónicas
- 3.13. Ensamble de nanopartículas mediante moléculas bifuncionales
- Capítulo 4. Ejemplos de aplicaciones SERS/SERRS en biomoléculas
- 4.1. Introducción
- 4.2. Biosensores
- 4.3. Detección de moléculas aisladas
- 4.4. Catálisis sobre nanopartículas bimetálicas
- 4.5. Espectografía SERS y SEF sobre nanopartículas de oro con cortezas aislantes
- 4.6. Tip.enhanced Raman Scattering (TERS)
- Capítulo 5. Fluorescencia amplificada por superficie (FAS)
- 5.1. Introducción
- 5.2. Principios básicos de la espectografía de fluorescencia
- 5.3. Mecanismo de desactivación inducido
- 5.4. Fluorescencia de moléculas localizadas sobre superficies metálicas
- 5.5. Fluorescencia amplificada por plasmones localizados en nanopartículas metálicas
- 5.6. Factor de amplificación y su dependencia con la separación metal-molécula
- 5.7. Puntos calientes (hot spots), baja y alta eficiencia cuántica
- 5.8. Ejemplo experimental: fluorescencia de la emodina amplificada por plasmones localizados en nanopartículas de plata
- Apéndice A. Glosario de términos y símbolos
- Apéndice B. Definiciones
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