Optics and spectroscopy of gold nanowires.

Questa tesi riporta lo studio delle proprietà ottiche di nanofili di oro isolati e organizzati in arrays. Nonostante i vantaggi che l’oro offre rispetto ad altri metalli in termini di resistenza all’ossidazione e biocompatibilità, le nanostrutture di oro sono state poco studiate rispetto, ad esempio, a quelle in argento o a nanofili di semiconduttori. Abbiamo condotto studi di spettroscopia Raman surface enhanced (SERS) sui campioni a nostra disposizione, dimostrando, grazie alla co-deposizione di molecole di due diversi coloranti adsorbite in superficie, che si può ottenere un regime di singola molecola. Inoltre sono state studiate la propagazione di plasmoni superficiali sui nanofili isolati e la dipendenza dalla lunghezza d’onda, misurando una distanza di propagazione di 3.8 µm, maggiore dei valori riportati in letteratura. Gli arrays di nanofili sono stati anch’essi studiati tramite co-deposizione di due coloranti per evidenziare i vari fattori che contribuiscono al SERS. Sono state eseguite analisi in funzione della polarizzazione e della lunghezza d’onda e i risultati interpretati con l’ausilio di una simulazione condotta in approssimazione di dipoli discreti (DDA). L’analisi su scala locale degli effetti di field enhancement sugli arrays di nanofili è stata condotta tramite microscopia a scansione di campo ottico prossimo (SNOM), sotto illuminazione in campo lontano a due differenti lunghezze d’onda e direzioni di polarizzazione. L’implementazione originale di due modalità di operazione è stata sfruttata per ottenere due scopi: mappare le regioni di field enhancement e studiare gli effetti cooperativi di propagazione tra nanofili.