En esta presentación examinaremos avances recientes en la descripción teórica de la electrodinámica de nanopartículas y clusteres de nanopartículas (NP) metálicas, con énfasis en los espectros de extinción y de los campos electromagnéticos cercanos a su superficie , que son importantes para la determinación de las intensidades en espectroscopias de amplificación como la espectroscopia SERS. Los sistemas que se analizarán son representativos de experimentos recientes sobre NP coloidales y NP preparadas por métodos litográficos, incluyendo esferas, esferoides, esferoides tipo core-shell, prismas, nanovarillas, y clusteres de NPs, con tamaños que oscilan entre unos pocos nanometros y cientos de nanometros.Los cálculos electrodinámicos que se presentarán están basados en diferentes metodologías teóricas como:

a) Aproximaciones de dipolos discretos (discrete dipole approximation DDA ) que son aproximaciones de elementos finitos acoplados, que producen resultados exactos o casi exactos para NPs de cualquier tamaño y forma

b) Aproximaciones cuasi-electrostáticas con correciones perturbativas a la ecuación de Laplace.

c) Teorías exactas para esferas y esferoides y clusteres de esferas.

Los resultados muestran como dependen las resonancias dipolares y contornos de los campos electromagnéticos con la forma y el tamaño de las nanopartículas. Para clusters de nanoparticulas se analizará la dependencia del plasmón superficial con la distancia entre partículas. Asimismo mostraremos que la resonancia cuadrupolar es menos sensible a la forma y al tamaño de las nanopartículas que las resonancias dipolares.

Estos resultados son importantes para la interpretación teórica rigurosa de recientes experimentos en el campo de la nano-óptica y para el diseño computacional de diversos dispositivos basados en nanoestructuras metálicas como : biosensores con sensibilidad zeptomolar (600 moléculas), filtros  ópticos, sustratos que magnifican órdenes de magnitud señales de flourescencia o scattering Raman.

Referencias: