Magneto-optics with Dark Plasmons in Hybrid Nanocavities

Abstract

[EN] We show that the use of multipolar, low-radiant modes of a gold ring nanocavity can enhance the magneto-optical activity of a permalloy-disk nanoantenna placed inside beyond the limits of what is achievable with a bare one. We then explore through computational simulations how the tuning of the dipolar resonance of the disk and the octupolar mode of the ring may lead to an even larger enhancement. The project is written in English although both the abstract and introduction are also available in Spanish.

[ES] El Capítulo 1 es un resumen de los aspectos básicos de la magneto-plasmónica que introduce los conceptos más releventaes necesarios para entender el resto del texto. En el Capítulo 2 mostramos que la actividad magneto-óptica de una nanoantenna en formato disco de permalloy es aumentada por encima del límite de una estructura simple mediante la excitación de un modo oscuro multipolar S6 (debido a la simetría de la distribución de carga) de una nanocavidad en forma de anillo de oro cuando los dos componentes se colocan descentrados, formando un sistema híbrido. El modo dipolar brillante del componente ferromagnético se hibridiza con éste último para producir un modo dipolar poco radiante y otro dipolo radiante y amplificado gracias al acoplamiento espín-órbita en el permalloy en presencia de un campo magnético débil. Los resultados experimentales y las simulaciones por computador concuerdan en un aumento de un order de magnitud para el modo híbrido comparado a la resonancia dipolar pura del disco de permalloy por sí mismo. A estos resultados los siguen en el Capítulo 3 cálculos por computador de discos con funciones dieléctricas modificadas para resonar a la misma longitud de onda que el modo S6 que sugieren que un mayor aumento de la actividad magneto-óptica es posbible cuando las dos resonancias tienen lugar en el mismo punto espectral.