Modelado del autoensamblado, estructura y propiedades ópticas de superestructuras en la nanoescala

Missoni, Leandro Luis

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Título:	Modelado del autoensamblado, estructura y propiedades ópticas de superestructuras en la nanoescala
Título alternativo:	Modeling self-assembly, structure, and optical properties of superstructures at the nanoscale
Autor:	Missoni, Leandro Luis
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Lugar de trabajo:	Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía (INQUIMAE)
Fecha de defensa:	2025-06-27
Fecha en portada:	12/06/2025
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Inorgánica, Química Analítica y Química Física
Departamento Docente:	Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física
Director:	Tagliazucchi, Mario Eugenio
Director Asistente:	Martínez Ricci, María Luz
Consejero:	Negri, Ricardo Martín
Jurado:	Scherlis Perel, Damián Ariel; Del Pópolo, Mario Gabriel; Skigin, Diana Carina
Idioma:	Español
Formato:	PDF
Handle:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7752_Missoni
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7752_Missoni.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7752_Missoni
Ubicación:	QUI 007752
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Missoni, Leandro Luis. (2025). Modelado del autoensamblado, estructura y propiedades ópticas de superestructuras en la nanoescala. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7752_Missoni

Resumen:

Los supercristales de nanopartículas (SCNPs), materiales formados por nanopartículas que se autoensamblan para formar sistemas periódicos en dos o tres dimensiones forman parte del conjunto de nuevos materiales que se estudian en la escala nanoscópica con potenciales respuestas ópticas únicas. La termodinámica del autoensamblado juega un papel fundamental en la gran mayoría de síntesis de SCNPs. En esta tesis, se utilizó una Teoría Molecular (MOLT, por sus siglas en inglés) para estudiar la estabilidad termodinámica relativa y estructura interna de SCNPs que permitió un estudio sistemático de las simetrías supercristalinas típicas encontradas en experimentos. Además, se avanzó en el desarrollo de una nueva implementación de MOLT que permite el estudio de sistemas sin solvente, lo cual permite el estudio de SCNPs en su etapa final de cristalización. Estos resultados fueron validados mediante simulaciones de dinámica molecular. En vistas a las posibles aplicaciones de estos SCNPs en fotónica, se estudiaron las propiedades ópticas de SCNPs metal-dieléctrico bidimensionales. Primeramente, mediante MOLT se caracterizaron las estructuras de equilibrio de estos arreglos, y luego se calculó su función dieléctrica mediante un método de homogeneización de índice de refracción implementado en el software libre Photonic. Finalmente, a partir de estos resultados, se estudiaron estructuras fotónicas unidimensionales formadas por cristales fotónicos y películas delgadas de SCNPs capaces de generar modos localizados Tamm así como su potencial como sensores de cambio de índice de refracción y focalización de energía lumínica en regiones sub-longitud de onda.

Abstract:

Nanoparticle superlattices (NPSLs) are materials made up of nanoparticles that selfassemble to form periodic systems in two or three dimensions and are part of the set of new materials studied at the nanoscopic scale with unique potential responses. The thermodynamics of self-assembly plays a fundamental role in the vast majority of NPSLs synthesis. In this thesis, a Molecular Theory (MOLT) was used to study the relative thermodynamic stability and internal structure of SCNPs that allowed a systematic study of the typical supercrystalline symmetries found in experiments. In addition, progress was made in the development of a new implementation of MOLT that allows the study of solvent-free systems, which allows the study of SCNPs in their final stage of crystallization. These results were validated by molecular dynamics simulations. In view of the possible applications of these SCNPs in photonics, the optical properties of two-dimensional metal-dielectric SCNPs were studied. First, the equilibrium structures of these arrangements were characterized using MOLT, and then their dielectric function was calculated using a refractive index homogenization method implemented in the free software Photonic. Finally, based on these results, one-dimensional photonic structures composed of photonic crystals and thin films of SCNPs capable of generating localized Tamm modes were studied, as well as their potential as sensors for refractive index shifts and focusing light energy in subwavelength regions.

Citación:

---------- APA ----------

Missoni, Leandro Luis. (2025). Modelado del autoensamblado, estructura y propiedades ópticas de superestructuras en la nanoescala. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7752_Missoni

---------- CHICAGO ----------

Missoni, Leandro Luis. "Modelado del autoensamblado, estructura y propiedades ópticas de superestructuras en la nanoescala". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7752_Missoni

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