Theoretical study of the linear and nonlinear optical response of plasmonic tunneling gaps

Resumen

En esta tesis estudiamos la respuesta óptica de sistemas plasmónicos con gaps nanométricos y subnanométricos. Nos concentramos en tres factores que influyen en dicha respuesta. El cambio en la respuesta óptica debido a la presencia de superficies planas en la zona del gap. El rol que juega el tuneleo de electrones a frecuencias ópticas una vez que la distancia del gap se reduce por debajo de los 0.5 nm. El posible uso del efecto túnel en gaps plasmónicos para producir efectos ópticos no-lineales.Encontramos que la presencia de superficies planas en el gap conlleva un cambio en la estructura modal de dímeros plasmónicos en comparación con la obtenida para un dímero con terminaciones esféricas. Por otro lado observamos que el tuneleo de electrones también afecta de forma diferente a sistemas con superficies planas en el gap en comparación con las terminaciones esféricas. Pero afecta igual a modos plasmónicos magnéticos y eléctricos. Finalmente, estudiando la respuesta no lineal observamos que las corrientes túnel no-lineales que se establecen entre las partículas plasmónicas contribullen fuertemente a la respuesta óptica no-linear llegando, en algunos casos, a aumentar la emisión a frecuencias armónicas varios ordenes de magnitud.