Nanoestruturas Plasmônicas para Aplicações em Ótica Não Linear

Abstract

Nesta Dissertação são analisadas teoricamente duas aplicações da plasmônica a problemas deinteresse corrente em ótica não linear: Não linearidades óticas efetivas de nanocompósitos con-tendo inclusões metálicas elipsoidais, e a amplificação do campo eletromagnético em frequên-cias óticas no espectro visível devido à presença de nanoestruturas metálicas. No primeiroestudo, foram obtidas as susceptibilidades não lineares efetivas de terceira e quinta ordens paraum nanocompósito em função das propriedades de nanopartículas elipsoidais (nanoarroz e na-nocascas). Mostra-se também que para inclusões metálicas ocorre um crescimento das nãolinearidades do metal por várias ordens de grandeza na ressonância de plásmon. No outro es-tudo é mostrado como se pode obter um engrandecimento dos campos elétrico e magnético emfrequências no visível pela utilização de nanofios cuja seção transversal é tipo U (U Split-RingResonators). Uma característica importante desta proposta é que ela é realizável pelas atuaistécnicas litográficas. As simulações numéricas realizadas demonstram um aumento do campoelétrico maior que 250 e do campo magnético maior que 25 em todo o espectro visível, e queo comprimento de onda da ressonância é principalmente determinado pela profundidade doU. A determinação disto explica o fato de mesmo sendo uma geometria bastante conhecida,uma magnificação considerável do campo magnético em frequências no visível nunca haviamsido reportados na literatura. Aplicações em potencial para esta geometria estão na indução detransições de dipolo magnético em frequências no visível e metamateriais.