Engineerd multi-layered plasmonic nanostructures for the modulation of photonic response

Manipulating light at the nanoscale using plasmonic nanostructures requires precise morphological control to maximize local electromagnetic field intensity (hotspots). This thesis focuses on the synthesis and engineering of ultrasmall gold nanostars (USAuNS) to investigate structure-optical property relationships. Nanostars featuring a sub-20 nm core and extremely sharp tips were synthesized, creating a library of samples with tunable plasmonic resonances. Subsequently, the USAuNS were coated with a silver shell (Au@Ag), combining the structural stability of gold with the superior optical properties of silver, and encapsulated within a silica shell. To investigate their potential for Surface Enhanced Fluorescence (SEF) applications, an organic fluorophore was incorporated into the resulting hybrid systems. Spectroscopic and morphological characterization enabled the correlation of the nanomaterial's structure with its interaction with the emitter, demonstrating the system's effectiveness in modulating the optical response

La manipolazione della luce su scala nanometrica mediante nanostrutture plasmoniche richiede un controllo morfologico preciso per massimizzare l'intensità del campo elettromagnetico locale (hotspots). Questo lavoro di tesi si focalizza sulla sintesi e ingegnerizzazione di nanostelle d'oro ultrasmall (USAuNS) per lo studio delle relazioni struttura-proprietà ottiche. Sono state sintetizzate nanostelle con core inferiore ai 20 nm e punte estremamente acuminate (ultrasharp), generando una libreria di campioni con risonanze plasmoniche variabili. Successivamente, le USAuNS sono state rivestite con un guscio d'argento (Au@Ag) combinando la stabilità strutturale dell'oro con le superiori proprietà ottiche dell'argento, incapsulate in shell di silice. Per indagare le potenzialità applicative in Surface Enhanced Fluorescence (SEF), ai sistemi ibridi così ottenuti è stato aggiunto un fluoroforo organico. La caratterizzazione spettroscopica e morfologica ha permesso di correlare la struttura del nanomateriale all'interazione con l'emettitore, dimostrando l'efficacia del sistema nella modulazione della risposta ottica.