Calibrazione Termometrica della Dinamica di Rilassamento Ultraveloce in Nanoparticelle Plasmoniche di Oro

Il gruppo di ricerca di EFSL, in collaborazione con CNR-SPIN, CNR-IFN e Università di Genova, ha pubblicato un articolo sulla rivista ACS Photonics dal titolo “Thermometric Calibration of the Ultrafast Relaxation Dynamics in Plasmonic Au Nanoparticles”, autori Marzia Ferrera, Giuseppe Della Valle, Maria Sygletou, Michele Magnozzi, Daniele Catone, Patrick O’Keeffe, Alessandra Paladini, Francesco Toschi, Lorenzo Mattera, Maurizio Canepa, e Francesco Bisio.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.9b01605

L'eccitazione plasmonica di nanoparticelle mediante impulsi laser ultracorti è seguito da un processo di rilassamento veloce che coinvolge il graduale riequilibrio del gas di elettroni del sistema, del reticolo e dell'ambiente. Uno dei maggiori ostacoli nello studio di questi processi è la mancanza di una misura diretta di come evolve la temperatura dei diversi elementi del sistema.

In questo lavoro, la risposta ottica dinamica dell'insieme di nanoparticelle d'oro eccitate da impulsi ultracorti, è stata prima misurata e poi confrontata con la corrispondente risposta ottica statica in funzione dell'aumentare della temperatura del bagno termodinamico.

Grazie all'elaborazione di questi due set di dati, è stato possibile identificare l'impronta ottica delle risposte all'equilibrio e fuori dall'equilibrio, e quindi estrapolare una scala di calibrazione termometrica dinamica del processo di rilassamento. Questo ha consentito di ottenere sperimentalmente l'evoluzione veloce della temperatura delle particelle plasmoniche in funzione del tempo.