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Optical Readout of Silica Mesoporous Thin Films Mechanical Properties Using Plasmonic Nanoantennas

cnea.tipodocumentoARTÍCULO CIENTÍFICO
dc.contributor.authorBoggiano, Hilario Daniel
dc.contributor.authorRamallo, Juan Ignacio
dc.contributor.authorNan, Lin
dc.contributor.authorLitwiller, Andrés
dc.contributor.authorCortés, Emiliano
dc.contributor.authorMaier, Stefan A.
dc.contributor.authorGrinblat, Gustavo Sergio
dc.contributor.authorFuertes, María Cecilia
dc.contributor.authorAngelome, Paula Cecilia
dc.contributor.authorBragas, Andrea Veronica
dc.date.accessioned2025-12-11T23:31:59Z
dc.date.available2025-12-11T23:31:59Z
dc.date.issued2023-11
dc.description.abstractIn this work, we apply the recently developed frequency shift of nanoantennas (FRESA) technique to measure the Young’s modulus of thin mesoporous films at GHz frequencies as a function of porosity with local precision. The method measures changes in the mechanical oscillation frequency of optically excited plasmonic nanoantennas with modification of their surrounding medium. The values obtained range from 4 to 10 GPa for porosities extending from 35 to 4%, compatible with reports on films grown under similar conditions. We further find comparable results when using the well-established nanoindentation (NI) technique, validating the new method. By analysis of the nanoresonator’s quality factor, the measurement reveals an excellent interfacial adhesion of the films to the nanoantennas. Different from most other characterization techniques, FRESA provides elastic modulus determination at GHz frequencies, relevant for the operation of current devices. Furthermore, FRESA exhibits, in principle, no limitations in terms of film thickness, in contrast to the NI, which is strongly affected by the stiffness of the substrate for ultrathin films.
dc.description.institutionalaffiliationFil: Boggiano, Hilario Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Ramallo, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Produccion Ciencia E Innovacion Tecnologica. Subsecretaria de Politicas Culturales. Biblioteca Central de la Provincia de Buenos Aires Ernesto Sabato.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Nan, Lin. Ludwig Maximilians Universitat; Alemania
dc.description.institutionalaffiliationFil: Litwiller, Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Cortés, Emiliano. Ludwig Maximilians Universitat; Alemania
dc.description.institutionalaffiliationFil: Maier, Stefan A.. Imperial College London; Reino Unido. Ludwig Maximilians Universitat; Alemania. Monash University; Australia
dc.description.institutionalaffiliationFil: Grinblat, Gustavo Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Fuertes, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Angelome, Paula Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Constituyentes.; Argentina
dc.description.institutionalaffiliationFil: Bragas, Andrea Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina
dc.identifier.issn2330-4022
dc.identifier.urihttps://nuclea.cnea.gob.ar/handle/20.500.12553/8566
dc.publisherAmerican Chemical Society
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/reference/hdl/11336/228781
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.3c00874?ref=PDF
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1021/acsphotonics.3c00874
dc.rights.licenseinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.licensehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subjectMESOPOROUS OXIDES
dc.subjectPLASMONIC NANOANTENAS
dc.subjectCOHERENT ACUSTIC PHONONS
dc.subjectMECHANICAL PROPERTIES
dc.subjectNANOPHOTONICS
dc.subjectNano-materiales
dc.subjectNanotecnología
dc.subjectINGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.subjectÓptica
dc.subjectCiencias Físicas
dc.subjectCIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.titleOptical Readout of Silica Mesoporous Thin Films Mechanical Properties Using Plasmonic Nanoantennas
dc.typeARTÍCULO
dc.type.versionVersión publicada

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