Simulación electromagnética de un arreglo de nano-antenas de oro contactadas

Abstract

En el presente trabajo se realizan simulaciones de electromagnetismo enfocadas al diseño de nanoantenas ópticas para aplicaciones en detección molecular. Las nanoantenas consisten en dos nanoestructuras cilíndricas coaxiales de oro de diámetro de 360nm que se encuentran separados por una brecha o gap. La interacción entre la luz y los plasmones de superficie de los nanocilindros de oro permiten amplificar el campo electromagnético en la cavidad de las nanoantenas. Los plasmones en el gap de la nanoantena permiten realizar mediciones de moléculas mediante espectroscopia Raman amplificada por superficie (SERS por sus siglas en inglés). El elemento más novedoso explorado en este trabajo es estudiar diseños en donde se contactan eléctricamente ambos cilindros con el fin de desarrollar detectores moleculares duales electro-ópticos. Para ello se estudió la influencia de las dimensiones geométricas, tanto de los contactos como de los nanocilindros (longitud del cilindro, espesor del contacto, largo del oro depositado, etc.), con el fin de encontrar la configuración que permita amplificar el campo eléctrico en el gap de forma óptima. Los resultados obtenidos en las nanoantenas con recubrimiento (contactadas y no contactadas) muestran una notoria mejora en los máximos valores del factor de incremento electromagnético (EF) para ciertos valores de los parámetros geométricos obtenidos para una onda electromagnético incidente de 633nm. Sin embargo, también muestra una gran dependencia de estos parámetros, lo cual permite concluir que la precisión en la manufactura del contacto eléctrico y el recubrimiento tomarán un papel muy importante en el rendimiento de la nanoantena.