Propiedades ópticas de plasmónes superficiales y plasmónes-partícula: aplicación a la descripción resonante del momento dipolar en arreglos de nano-partículas

Abstract

"Se establecen los fundamentos de óptica plasmonica mediante un paralelismo con haces libres de difracción estudiados en óptica clásica. Para iniciar este estudio, se parte del caso general de una onda electromagnética propagándose en la superficie de un medio conductor semi-infinito, esta onda se conoce en la literatura óptica como plasmon de superficie. Posteriormente se extiende el análisis a la síntesis de plasmones de largo recorrido propagándose en películas conductoras de espesor menor a lo longitud de onda utilizada. Para su descripción se utiliza la teoría de acoplamiento de modos y se modelan los efectos de superficie mediante un cambio exponencial decreciente en el índice de refracción. Siguiendo este formalismo, se implementa la aproximación electrostática en el cual se describe un plasmon-partícula como solución a la ecuación de Laplace. La manifestación física del plasmon-partícula consiste en generar momentos dipolares de carácter sintonizable. El estudio de la interacción dipolar permite generar fenómenos resonantes entre cadenas de nano partículas lo cual permite modelar su índice de refracción efectivo. Este estudio es una extensión natural al modelo clásico de Drude. Finalmente se estudian los efectos de curvatura en la distribución de nano-partículas relacionados con la generación de focalización plasmonica. Para el estudio de las propiedades físicas en la vecindad focal se realiza la formulación de óptica hiperbólica"