Estudio de nanoestructuras para mejorar la sensibilidad en espectroscopía de dicroísmo circular

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudia la posibilidad de amplificar el dicroísmo circular que presentan los compuestos quirales, que es un fenómeno usado para realizar mediciones de espectroscopía que permiten la distinción entre las dos “formas” en las que se puede presentar una molécula quiral (enantiómeros R y S). El problema se ha abordado desde el campo de la nanofotónica, que estudia la interacción de la radiación con la materia en la nanoescala, en concreto, en nanofotónica se estudian las novedosas técnicas de control de luz que ofrecen los materiales nanoestructurados. Así, se ha estudiado la posibilidad de usar nanoestructuras que modifiquen adecuadamente la luz en torno a ellas para que las moléculas depositadas aumenten su dicroísmo circular. Mediante técnicas de nanofotónica se han reproducido resultados de trabajos en este área y se ha propuesto y estudiado una nueva y prometedora estructura. En concreto, esta estructura consiste en una esfera de silicio con una hendidura. Esta geometría produce efecto nanoantena para determinadas polarizaciones y longitudes de onda de la onda incidente. Además, como todas las estructuras estudiadas, es sintonizable espectralmente. Sin embargo, aunque bajo determinadas condiciones se dan situaciones en las que se favorecerían las medidas de dicroísmo circular de moléculas en la cavidad, estas no coinciden con aquellas en las que se consigue efecto nanoantena y por tanto la estructura no es óptima.

ABSTRACT: In this work we study the possibility of amplifying the circular dichroism that chiral compounds present, which is a phenomenon used to perform spectroscopy measurements that allow the distinction between the two “ways” in which a chiral molecule can be presented (enantiomers R and S). The problem has been addressed from the field of nanophotonics, which studies the interaction of radiation with matter at the nanoscale, specifically, in nanophotonics, the novel light control techniques offered by nanostructured materials are studied. Thus, the possibility of using nanostructures that adequately modify the light around them has been studied so that the deposited molecules increase their circular dichroism. Using nanophotonics techniques, the results of works in this area have been reproduced and a promising new structure has been proposed and studied. Specifically, this structure consists of a silicon sphere with a slit. This geometry produces a nanoantenna effect for certain polarizations and wavelengths of the incident wave. Furthermore, like all the structures studied, it is spectrally tunable. However, although under certain conditions there are situations in which circular dichroism measurements of molecules in the cavity would be favored, these do not coincide with those in which the nanoantenna effect is achieved and therefore the structure is not optimal.