La resonancia de plasmón de superficie es un fenómeno cuyas aplicaciones han venido siendo desarrolladas hasta hace unos pocos años. En este proyecto se enfatizó en la aplicación de biosensores, una aplicación que utiliza la muy conocida configuración de Kretchsmann para la excitación de este fenómeno, y la cual consta de un láser monocromático que incide sobre un prisma-metal (película delgada)-dieléctrico(aire).
Particularmente en la literatura se encuentran bastos estudios sobre este fenómeno en metales nobles como el oro y la plata. Por tanto este trabajo se centró en el estudio de películas delgadas de óxidos metálicos de ZnO sintetizadas por el método de ablación laser. Estas películas se sintetizaron a temperatura ambiente y a 100° C, además se caracterizaron con la técnica de AFM. Para el estudio teórico se utilizó el método de la matriz de transferencia para calcular los coeficientes de reflexión y transmisión en la configuración de Kretchsmann, con esto se encontraron las bandas del espectro para diferentes grosores de las películas en los cuales es excitado el plasmón de superficie.
Resultados y discusión: El óxido de cinc (ZnO) es un material semiconductor que exhibe tanto propiedades piezoeléctricas como también piroeléctricas. Es ampliamente estudiado por sus propiedades ópticas, entre las que se encuentra su energía de banda prohibida (gap, 3.1- 3.4 eV temperatura ambiente), recientemente también por sus propiedades plasmonicas para aplicación en biosensores. Cristaliza en estructura hexagonal (wursita) perteneciente al grupo de simetría C3v y está clasificado como un oxido conductor IIVI. Su estructura está compuesta por planos monoátomicos de O^2- o Zn^2+ coordinados tetraédricamente que se alteran a lo largo del eje de simetría hexagonal. Estos planos son los que originan las superficies polares, momento dipolar y polarización espontanea a lo largo del eje c. Las superficies polares son estables y planas, y normalmente conforman facetas de baja energía en cristalitos de ZnO e inducen al crecimiento anisotrópico, como en hilos, pilares y cintas de dimensiones transversales nanométricas.
Los valores de los parámetros de red a temperatura ambiente son a = 3.253 Å y c = 5.213 Å. Es uno de los compuestos "más iónicos" de dicha familia debido a la diferencia de electronegatividades entre el cinc y el oxígeno que produce un alto grado de ionicidad en su enlace.
Se muestra en las figuras (5-8) las topologías AFM de las películas delgadas de ZnO depositadas sobre vidrio y silicio respectivamente. En la figuras 5 y 7 se realizó la deposición a una temperatura del substrato ambiente y en las 6 y 8 a una temperatura de
100°C. La rugosidad media de las superficies (RM) fue calculada para un área de escaneo de 1um^2. Se encontró que la rugosidad media de las películas de ZnO depositadas sobre vidrio y silicio a temperatura ambiente disminuye significativamente de 5.219nm a 1.807nm respectivamente. Para el caso de las muestras depositadas a 100°C se encontró que la rugosidad media incrementa de 6.548nm a 3.019nm en los las películas depositadas sobre los substratos de vidrio y silicio respectivamente. Se sabe que el incremento en la rugosidad puede causar deterioro de los propiedades ópticas y eléctricas. Este resultado indica que la cristalinidad está altamente influenciada por el substrato y la temperatura de este.
