Estudio y optimización de la respuesta termoplasmónica de nanoestructuras híbridas

Abstract

RESUMEN: Este trabajo se centra en el campo de la nanofotónica, y de forma más específica, en el de la plasmónica donde se han estudiado nanoestructuras para la generación y control de radiación térmica. Para ello, se ha profundizado en la influencia de parámetros fundamentales que intervienen en estas estructuras, como son el tamaño de las partículas, su distribución o el número de ellas. Se ha estudiado con detalle una única nanopartícula cuyo comportamiento puede explicarse mediante la teoría de Mie para, a continuación, aumentar los grados de libertad del sistema al añadir más nanopartículas que traen consigo nuevos parámetros para ser estudiados. Después se introducen las partículas híbridas, compuestas por metal y dieléctrico, en las que se observan las distintas interacciones plasmónicas además de otros efectos fotónicos y su relación con la generación de calor y la posibilidad de direccionarlo donde deseemos. Todo el trabajo está marcado en el campo del modelado óptico, para lo que ha hecho uso de un software de resolución FDTD electromagnético y térmico además de la creación de los códigos pertinentes para la obtención y análisis de datos.

ABSTRACT: This work is centered on the field of nanophotonics, focusing on the study of plasmonic where nanostructures for heat generation and thermal radiation control are studied. More specifically, we want to deepen into the influence of the most fundamental parameters which intervene in these structures, such as particle size, their distribution, or their number. One nanoparticle is studied with detail whose behavior can be explained through Mie theory, then the degrees of freedom are increased when we add more nanoparticles which in turn bring new parameters to be studied. Afterward, hybrid particles, made from metallic and dielectric materials, are introduced where several plasmonic interactions and other photonic effects are observed along with their relation towards heat generation and heat directionality. All work done sits on the grounds of optical modelling framework, for which electromagnetic and thermal FDTD resolution sof e creation of relevant code for the purpose of obtaining and analyzing data.