Estudio de fenómenos asociados a la interacción de RhB y sustratos de GO por espectroscopia Raman

Abstract

El objetivo de este trabajo es estudiar los fenómenos involucrados en la interacción de moléculas fluorescentes como la rodamina B (RhB) sobre la superficie de películas delgadas de óxido de grafeno (GO), utilizando la técnica de espectroscopia Raman. Se sintetizó GO químicamente para depositar láminas de pocas capas de espesor por la técnica de spin coating, sobre sustratos de SiO2/Si variando la velocidad de giro, tiempo de esparcimiento y tipo de solvente en la solución precursora. Los parámetros seleccionados en la obtención de películas delgadas de GO fueron 5 minutos de esparcimiento, velocidad de giro para el depósito de 900 rpm por 2 minutos, obteniendo espesores de entre 2 y 4 nm. Se realizaron mapeos Raman de 1,225 espectros individuales en un área 35 μm^2, para cinco muestras con distintas concentraciones de RhB, cada una a dos longitudes de onda de excitación (resonante y no-resonante con la RhB) para antes y después del depósito de la molécula; en total 24,500 espectros. Cada espectro fue deconvolucionado para obtener los parámetros de cada una de las bandas Raman: posición central, anchura y área. El estudio de la evolución de estos parámetros a lo largo de los mapeos nos permitió diferenciar los procesos involucrados en la interacción GO-RhB. Los datos se presentaron de tres formas distintas: (i) mapeos espaciales de dos dimensiones (2D), (ii) gráficas de correlación cruzada y (iii) representación estadística por curvas de evolución de las muestras, derivada del análisis de histogramas de los datos. Los resultados demuestran la disminución de la fluorescencia (quenching) de las moléculas excitadas a una longitud de onda resonante, la disminución en la posición de la banda G y un incremento de la intensidad de las bandas D y D’ del espectro de GO, al incrementar la concentración de la RhB. Además, se exhibe el proceso de transferencia de carga foto-inducida desde la molécula de RhB hacia el sustrato de GO.