Electromagnetismo computacional avanzado para materiales artificiales y nanoestructuras plasmónicas

Resum

En los últimos años ha habido un auge en el uso de nanopartículas metálicas a frecuencias óptica y metamateriales doblemente negativos (DNG) o zurdos para infinidad de aplicaciones. Esto hace necesario la implementación de herramientas de simulación que modelen adecuadamente el comportamiento plasmónico de las nanopartículas metálicas y el índice de refracción negativo de los metamateriales DNG. Gran parte de los trabajos de la comunidad científica se han enfocado en el uso de métodos diferenciales debido a su fácil implementación a partir de las ecuaciones de Maxwell. No obstante, debido al alto coste computacional de estas técnicas diferenciales, el uso de herramientas con una necesidad menor de incógnitas para un problema dado como las ecuaciones integrales superficiales (surface integral equations, SIE) resuelto mediante el método de los momentos (method of moments, MoM) introduciría una mejora en el análisis y diseño de metamateriales DNG y nanoestructuras plasmónicas. El objetivo principal de esta Tesis consiste en extender el rango de aplicación de las soluciones exactas basadas en el MoM y las ecuaciones integrales superficiales, de baja complejidad y altamente escalables, al análisis electromagnético de nanoestructuras plasmónicas en el rango visible e infrarrojo cercano y metamateriales doblemente negativos.