Respuesta dieléctrica macroscópica de compuestos metal-dieléctricos nanoestructurados para el diseño de filtros ópticos

LÓPEZ, EDGAR G.; GUILLERMO P. ORTIZ

Tandil

Congreso; 99 Reunión Nacional de Física de la AFA; 2014

Asociación Física Argentina

La respuesta óptica de los dispositivos convencionales como ser;polarizadores, lentes, fotodiodos, láminas retardadoras y filtrosópticos en general, etc., queda determinada por las propiedadesdieléctricas y magnéticas intrínsicas de los óxidos cristalinos ymateriales amorfos, semiconductores dopados, compuestos quirales,etc., que se utilizan para la fabricación de esos dispositivos.Entonces, se plantea el problema de cómo lograr que la respuesta de un dispositivo fotónico no esté limitada por las propiedades ópticas de los materiales convencionales. Una posible solución consiste endiseñar un material nuevo o metamaterial, que se constituya combinando materiales convencionales pero en proporciones y formas tales que adquieran una respuesta electromagnética acorde con algún requerimiento específico. En la actualidad existen métodos de cálculo que obtienen estas propiedades para compuestos periódicos de sistemas metal-dieléctrico nanoestructurados. Uno muy eficiente es el E.N.R. por sus siglas en ingles "Effective Non Retarded" en el que se utiliza la aproximación de longitud de onda larga, o equivalentemente, sin retardamiento puesto que el tamaño característico de la nanoestructura en un orden por debajo de la longitud de onda del campo incidente. Bajo esta aproximación los efectos magnéticos inducidos por la respuesta eléctrica de la nanoestructura son despreciables, por lo que se suele catalogar a este sistema especificamente con el nombre de nanomaterial. En este trabajo utilizamos el ENR para diseñar un nanomaterialmetal-dieléctrico con un geometría que permita sintonizar algunafrecuencia óptica de interés. Para esto hemos trabajado en sistemasperiódicos bidimensionales definidos por una celda unitaria con dosranuras ortogonales en un plano. En particular analizamos el caso deranuras elípticas en  metales nobles. Mediante la variación de lasexcentricidades y la fracciones de llenado se logra controlar larespuesta óptica del sistema generando un material con el que se puede diseñar una película retardadora de cuarto de onda.