IMIT   21220
INSTITUTO DE MODELADO E INNOVACION TECNOLOGICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Método Recursivo para el Cálculo de la Respuesta Dieléctrica Efectiva
Autor/es:
VALDÉZ, LUCY A; GIMENEZ, CARLOS A; ORTIZ, GUILLERMO P.
Lugar:
Resistencia, Chaco
Reunión:
Jornada; Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2009.; 2009
Institución organizadora:
UNNE
Resumen:
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La
respuesta óptica de un sistema compuesto depende tanto de las
propiedades materiales de sus componentes como de
la estructura geométrica interna de los mismos. Podemos verificar
esta afirmación considerando que la interacción de la luz con
varios objetos naturales del mundo que nos rodea como plumas de aves,
alas de mariposas, ojos y caparazones de algunos insectos, depende
fuertemente de su estructura microscópica, resultando en la intensa
iridiscencia que los caracteriza a pesar de estar conformados de
materiales transparentes. En particular, para el caso de un sistema
de dos fases ordenadas periódicamente se ha reportado la existencia
de brechas de frecuencias prohibidas para las cuales es imposible que
se propague la luz, a pesar de que, de nueva cuenta, sus
constituyentes sean transparentes. Esto ha motivado la atención de
la comunidad científica sobre la posibilidad de construir
dispositivos fotónicos, es decir, materiales estructurados con una
respuesta electromagnética macroscópica que cumpla con ciertas
especificaciones de diseño que quizás no tenga ningún material
ordinario. En la búsqueda de estos materiales se ha propuesto una
línea de investigación alrededor de las propiedades ópticas de
materiales nanoestructurados, con escalas de distancia mucho menores
que la longitud de onda en el espectro de luz visible. Conocidos
comúnmente con el nombre de metamateriales, estos compuestos se han
diseñado utilizando materiales convencionales que hoy en día pueden
estructurarse en la escala de unas pocas decenas de naómetros. Se
han propuestos diversas formas de construir metamateriales,
típicamente mediante la inclusión de nanopartículas de un material
en el seno de otro con propiedades dieléctricas distintas. Aunque en
principio tanto la inclusión como la matriz puedan tener una
respuesta óptica arbitraria, la mayoría de los diseños propuestos
consisten de compuestos binarios distribuídos de manera periódica
con un componente metálico y el otro dieléctrico. Un problema
crucial en el diseño de un metamaterial es la conexión de su
respuesta electromagnética con las posibles aplicaciones
tecnológicas. El tratamiento teórico y las simulaciones numéricas
en el cálculo de la respuesta óptica de estos sistemas ha sido
desarrollado desde varios puntos de vista, la mayoria de ellos
enfocados a promediar las Ecs. microscópicas de Maxwell. Una teoría
completamente general, aplicable a sistemas tanto periódicos como
desordenados muestra que la respuesta efectiva macroscópica se puede
obtener identificando y promediando la respuesta microscópica del
sistema compuesto independientemente de las fuentes externas. En este
trabajo aplicamos dicha teoría en la aproximación de longitud de
onda larga. La expresión resultante es análoga a la proyección de
una función de Green cuántica sobre el estado base de un sistema
electrónico. Ello nos permite emplear el método de Haydock para
obtener una fracción continuada con coeficientes cuya evaluación es
económica en términos computacionales. De esta manera se evitan
cálculos numéricos pesados. Nuestra formulación permite separar
los efectos debidos a la geometría del sistema de aquellos debidos a
la composición del mismo y permite explorar ágilmente la respuesta
para distintas composiciones, a distintas frecuencias y con distintas
geometrías