Sobre el comportamiento electromagnético de nanopartículas metálicas y dieléctricas

Abstract

RESUMEN: Durante las dos últimas décadas, la nanoplasmónica ha experimentado un gran progreso, tanto desde el punto de vista teórico como experimental. Partículas nanométricas son capaces de confinar e intensificar campos electromagnéticos cuando son iluminadas. Este fenómeno se conoce como resonancia plasmónica superficial localizada, y se produce por la oscilación coherente de los electrones libres del metal. Nanopartículas dieléctricas con alto índice de refracción también son capaces de localizar e intensificar campos electromagnéticos. Sin embargo, mediante un fenómeno diferente conocido como whispering gallery mode. éste consiste en modos resonantes dentro de la partícula los cuales crean corrientes de desplazamiento. En este trabajo se estudiará el comportamiento electromagnético de nanopartículas metálicas y dieléctricas de alto índice de refracción hechas de diferentes materiales comúnmente usados en plasmónica. Mediante este análisis se pretende identificar materiales útiles para aplicaciones en el visible (VIS), ultravioleta (UV) o infrarrojo cercano (NIR). Los materiales analizados con mayor detalle han sido el oro, el aluminio, el silicio y el dióxido de titanio.

ABSTRACT: During the last two decades, nanoplasmonics has experimented a great progress, from both theoretical and experimental points of view. Nanometric particles are able to confine and intensify electromagnetic fields when they are illuminated. This phenomenon is known as localized surface plasmon resonance, and it is produced by the coherent oscillation of the free electrons in the metal. Dielectric nanoparticles with high refractive index are also able to confine and intensify electromagnetic fields. However, through a di↵erent phenomenon known as whispering gallery mode. This phenomenon consist on resonant modes inside the nanoparticle which create displacement currents. In this work, the electromagnetic behavior of metallic and dielectric nanoparticles of high refractive index made of di↵erent materials commonly used in plasmonics will be studied. This analysis aims to identify useful materials for applications in the visible (VIS), ultraviolet (UV) or near infrared (NIR). The materials analyzed in greater detail have been gold, aluminum, silicon and titanium dioxide.