Optimización del acoplamiento plasmónico en metasuperficies de nanopartículas de oro: Una investigación teórica

Resumen

Este estudio investiga la respuesta plasmónica de metasuperficies de nanopartículas de oro utilizando la teoría de películas delgadas de islas. Se explora cómo factores como la forma, el tama˜no, la cobertura de superficie y la anisotropía de las nanopartículas influyen en las resonancias de plasmones localizados de superficie(LSPR, por sus siglas en inglés). Las nanopartículas esféricas exhiben un mínimo único de LSPR, donde un aumento en el tama˜no provoca un corrimiento hacia el rojo y un fortalecimiento de la resonancia. La cobertura de superficie modula el acoplamiento plasmónico, con valores moderados que mejoran las interacciones, mientras que una cobertura en exceso conduce a la hibridación de plasmones y al ensanchamiento de la resonancia. Las nanopartículas esferoidales obleicas muestran una división de modos inducida por la anisotropía en polarización p y un corrimiento hacia el rojo en polarización s, con una anisotropía mayor se mejora la respuesta plasmónica. Las condiciones para el acoplamiento crítico, donde la reflectancia se aproxima a cero, se identifican como funciones del tama˜no de las partículas, la cobertura y la anisotropía. Estos hallazgos proporcionan información sobre la optimización de las propiedades de los LSPRs en películas delgadas de islas para aplicaciones en sensores plasmónicos y fotónica.