Theory on light scattering by metal nano-structures by way of the green tensor method

Tesis doctoral de Giovanni Brucoli

Se consiguió: i) proponer un dispositivo para lanzar plasmones de superficie en una superficie metálica ii) encontrar un análogo del angulo de brewster para la reflexión de plasmones de superficie. iii) estudiar en detalle la difusión de plasmones de superficie por indentaciones y protuberancias en función de la anchura. iv). Utilizando simulaciones numéricas, he llevado a cabo una comparativa entre las propiedades de dispersión de plasmones superficiales cuando encuentran en su paso indentaciones o bien protuberancias en función de la altura v) estudiar el espectro de extinción de una nano-particula ii. Conclusiones en el capitulo 1 y 2 se ha implementado el método numérico y semi-analítico «green tensor approach» (gta). este método consiste en resolver las ecuaciones de maxwell para todo el espacio en dos pasos. Primero se calcula el campo dentro de las estructuras metálicas de forma numérica. Después se propaga el campo a otras regiones del espacio de forma analítica. Este método viene explicado en la literatura, y ha sido sintetizado en la tesis. Además en el capitulo 3 se ha presentado un nuevo formalismo para calcular la emisión de defectos de superficie en el campo lejano. El formalismo permite sustituir operaciones tensoriales con productos escalares. Finalmente, una vez que el método fuera completamente desarrollado y convenientemente testado, se ha aplicado a sistemas finitos para los cuales no se conoce todavía su respuesta óptica. en el capítulo 4 se ha demostrado teórica y experimentalmente la posibilidad de utilizar efectos de band-gap fí²tonico para excitar un flujo unidireccional de plasmones. en el capitulo 5 se ha estudiado la dependencia angular del escatering de plasmones de superficie y se ha encontrado que unos cambios de constante dieléctrica en regiones delimitadas de un metal pueden producir un ángulo de cero reflexión de plasmones de superficie. en el capitulo 6 se ha empezado resolviendo problemas para objetos muy pequeños que se aproximan a dipolos puntales y cuya solución es analítica. Se ha encontrado que la difusión de plasmones de superficie por una indentacion es equivalente a la emisión de un dipolo horizontal sobre una superficie de metal. La difusión de plasmones de superficie por una protuberancia es equivalente a la emisión de un dipolo vertical sobre una superficie de metal. en el capitulo 7 se ha visto que el mecanismo de difusión de plasmones de superficie más importante en una protuberancia es la reflexión. El mecanismo de difusión de plasmones de superficie mas importante en una indentacion es la radiación fuera del la superficie plana del metal. en el capitulo 8 se ha demostrado que una nano-partícula tiene una interacción con una lámina de metal que puede ser variada con la distancia entre la partícula y la lámina. Se ha estudiado la resonancia propia de la partícula para partículas de varios tamaños y se ha desarrollado un modelo analítico que explica el comportamiento asintótico del espectro.

 

Datos académicos de la tesis doctoral «Theory on light scattering by metal nano-structures by way of the green tensor method«

  • Título de la tesis:  Theory on light scattering by metal nano-structures by way of the green tensor method
  • Autor:  Giovanni Brucoli
  • Universidad:  Zaragoza
  • Fecha de lectura de la tesis:  24/09/2010

 

Dirección y tribunal

  • Director de la tesis
    • Luis Martín Moreno
  • Tribunal
    • Presidente del tribunal: mario Sorolla ayza
    • Antonio García martín (vocal)
    • José Antonio Sánchez gil (vocal)
    • Juan Antonio Porto ortega (vocal)

 

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