Modelization of plasmonic nanoantennas for optical microscopy and surface enhanced spectroscopy

Abstract

Esta tesis doctoral es establece una metodología teórica que permite estudiar y desarrollar nanoestructuras que presentan una respuesta óptica adecuada y efectiva (nanoantenas) para llevar a cabo de manera óptima microscopías ópticas e infrarrojas de barrido y espectroscopias de campo aumentado de grupos moleculares. Mediante la utilización de un método de elemento de frontera (BEM) es posible obtener los modos electromagnéticos de superficie de estas nanoestructuras resolviendo las ecuaciones de Maxwell con las condiciones de contorno adecuadas. Mediante esta metodología, es posible calcular la dispersión (o scattering) de la luz por parte de estos modos. Mediante la aplicación de este método, combinado con desarrollos analíticos, esta tesis se centra en el estudio de la respuesta electromagnética de nanosistemas fuertemente acoplados, que producen un efecto de aumento de campo en la nanoescala tipo antena. Se hace especial énfasis en la respuesta local de nanoantenas para su uso en espectroscopias de absorción de campo aumentado (SEIRA) estudiando un nuevo mecanismo de acoplo resonante entre la antena y las vibraciones moleculares a analizar. Por otro lado, en microscopias ópticas de barrido de campo cercano (s-SNOM), se analiza la interacción entre la sonda y la muestra y la capacidad de control del campo cerca