Metal-nanoparticle plasmonics

Laser and Photonics Reviews

Volumn 2, Issue 3, 2008, Pages 136-159

  Pelton, Matthew ^a   Aizpurua, Javier ^b   Bryant, Garnett ^c  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b DONOSTIA INTERNATIONAL PHYSICS CENTER DIPC   (Spain)

^c NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

Metal nanoparticles; Nano optics; Nonlinear optics; Optical properties; Plasmonics

Indexed keywords

EID: 48849090697     PISSN: 18638880     EISSN: 18638899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/lpor.200810003     Document Type: Review

References (136)

1. H. A. Atwater, Sci. Am. (USA) 296, 56 (2007).
2. S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nature Photonics 1, 641 (2007).
3. D. Bohm and D. Pines, Phys. Rev. 82, 625 (1951).
4. R. H. Ritchie, Phys. Rev. 106, 874 (1957).
5. U. Kreibig and M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters (Springer-Veriag, Berlin, 1995).
6. C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).
7. M. Durach, A. Rusina, M. I. Stockman, and K. Nelson, Nano Lett. 7, 3145 (2007).
8. S. M. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
9. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
10. H. Xu, E. J. Bjerneld, M. Kall, and L. Böjesson, Phys. Rev. Lett. 83, 4357 (1999).
11. H. Xu, J. Aizpurua, M. Käll, and P. Apell, Phys. Rev. E 62, 4318 (2000).
12. F. Neubrech, T. Kolb, R. Lovrincic, G. Fahsold, A. Pucci, J. Aizpurua, T. W. Cornelius, M. E. Toimil-Molares, R. Neumann, and S. Karim, Appl. Phys. Lett. 89, 253104 (2006).
13. T. H. Taminiau, R. J. Moerland, F. B. Segerink, L. Kuipers, and N. F. van Hulst, Nano Lett. 7, 28 (2007).
14. F. Tam, G. P. Goodrich, B. R. Johnson, and N.J. Halas, Nano Lett. 7, 496 (2007).
15. R. Hillenbrand, F. J. Keilmann, P. Hanarp, D. S. Sutherland, and J. Aizpurua, Appl. Phys. Lett. 83, 368 (2003).
16. T. Kalkbrenner, U. Håkanson, A. Schädle, S. Burger, C. Henkel, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 95, 200801 (2005).
17. L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-optics (Cambridge University Press, Cambridge, 2006).
18. M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).
19. S.A. Maier, M. L. Brongersma, P. G. Kik, S. Meltzer, A. A. G. Requicha, and H. A. Atwater, Adv. Mater. 13, 1501 (2001).
20. S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. A. G. Requicha, Nature Mater. 2, 229 (2003).
21. C. Girard and R. Quidant, Opt. Express 12, 6141 (2004).
22. L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).
23. S. Bozhevolnyi, V. Volkov, E. Devaux, and T. Ebbesen, Phys. Rev. Lett. 95, 046802 (2005).
24. J. B. Pendry, Phys. Rev. Lett. 85, 3966 (2000).
25. V. M. Shalaev, Nature Photonics 1, 41 (2007).
26. W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
27. N. Fang, H. Lee, C. Sun, and X. Zhang, Science 308, 534 (2005).
28. A. Yildiz, J. N. Forkey, S. A. McKinney, T. Ha, Y. E. Goldman and P. R. Selvin, Science 300, 2061 (2003).
29. J. R. Lakowicz, Anal. Biochem. 337, 171 (2005).
30. L. R. Hirsch, R. J. Stafford, J. A. Bankson, S. Sershen, B. Rivera, R. E. Price, J. D. Hazle, N. J. Halas, and J. West, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 13549 (2003).
31. A. G. Skirtach, C. Dejugnat, D. Braun, A. S. Susha, A. L. Rogach, W. J. Parak, H. Möhwald, and G. B. Sukhorukov, Nano Lett. 5, 1371 (2005).
32. P. Rai-Choudbury (ed.), Handbook of Microlithography, Micromachining, and Microfabrication (SPIE Publications, Bellingham, Washington, 1997).
33. C. L. Haynes, A. D. McFarland, L. L. Zhao, R. P. van Duyne, G. C. Schatz, L. Gunnarsson, J. Prikulis, B. Kasemo, and M. Käll, Nano Lett. 107, 7337 (2003).
34. W. Rechberger, A. Hohenau, A. Leitner, J. R. Krenn, B. Lamprecht, and F. R. Aussenegg, Opt. Commun. 220, 137 (2003).
35. D. P. Fromm, A. Sundaramurthy, P. J. Schuck, G. Kino, and W. E. Moerner, Nano Lett. 4, 957 (2004).
36. A. A. Tseng, J. Micromech. Eng. 14, R15 (2004).
37. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
38. J. Henzie, M. H. Lee, and T. W. Odom, Nature Nanotech. 2, 549 (2007).
39. J. Henzie, E. S. Kwak, and T. W. Odom, Nano Lett. 5, 1199 (2005).
40. M. Faraday, Philos. Trans. R. Soc. London 147, 145 (1857).
41. J. Turkevich, P. C. Stevenson, and J. Hilier, Disc. Farad. Soc. 11, 55 (1951).
42. G. Frens, Nature Phys. Sci. 241, 20 (1973).
43. M. Brust, M. Walker, D. Bethell, D. J. Schiffrin, and R. Whyman, J. Chem. Soc., Chem. Commun. p. 801 (1994).
44. D. V. Leff, P. C. Ohara, J. R. Heath, and W. M. Gelbart, J. Phys. Chem. 99, 7036 (1995).
45. J. M. Petroski, Z. L. Wang, T. C. Green, and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 102, 3316 (1998).
46. Y. Sun and Y. Xia, Science 298, 2176 (2002).
47. Y. Sun, Y. Yin, B. T. Mayers, T. Herricks, and Y. Xia, Chem. Mater. 14, 4736 (2002).
48. Y. Sun and Y. Xia, Adv. Mater. 14, 833 (2002).
49. N. R. Jana, L. Gearheart, and C. J. Murphy. Adv. Mater. 13, 1389 (2001).
50. N. R. Jana, L. Gearheart, and C. J. Murphy, J. Phys. Chem. B 105, 4065 (2001).
51. N. R. Jana, L. Gearheart, and C. J. Murphy, Chem. Commun. p. 617 (2001).
52. B. Nikoobakht and M.A. El-Sayed, Chem. Mater. 15, 1957 (2003).
53. M. Liu and P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. B 109, 22192 (2005).
54. C. L. Nehl, H. Liao, and J. H. Hafher, Nano Lett. 6, 683 (2006).
55. J. R. Heath, C. M. Knobler, and D. V. Leff, J,, Phys. Chem. B 101, 189 (1997).
56. A. Tao, P. Sinsermsuksakul, and P. Yang, Nature Nanotech. 2, 435 (2007).
57. X. M. Lin, H. M. Jaeger, C. M. Sorensen, and K. J. Klabunde, J. Phys. Chem. B 105, 3353 (2001).
58. T. P. Bigioni, X. M. Lin, T. T. Nguyen, E. I. Corwin, T. A. Witten, and H. M. Jaeger, Nature Mater. 5, 265 (2006).
59. J. C. Hulteen and R. P. van Duyne, J. Vac. Sci. Technol. A 13, 1553 (1995).
60. U. C. Fischer and H. P. Zingsheim., J. Vac. Sci. Technol. 19, 881 (1981).
61. O. L. Muskens, N.D. Fatti, and F. Vallée, Nano Lett. 6, 552 (2006).
62. M. A. van Dijk, M. Lippitz, and M. Orrit, Phys. Rev. Lett. 95, 267406 (2005).
63. M. A. van Dijk, M. Lippitz, D. Stolwijk, and M. Orrit, Opt. Express 15, 2273 (2007).
64. A. M. Glass, P. F. Liao, J. G. Bergman, and D. H. Olson, Opt. Lett. 5, 368 (1980).
65. D.A. Weitz, S. Garoff, C. D. Hanson, T. J. Gramila, and J. I. Gersten, Opt. Lett. 7, 89 (1982).
66. A. Leitner, M. E. Lippitsch, S. Draxler, M. Reigler, and F. R. Aussenegg, Appl. Phys. B 36, 105 (1985).
67. O. Kulakovich, N. Stekal, A. Yaroshevich, S. Maskevich, S. Gaponenko, I. Nabiev, U. Woggon, and M. Artemyev, Nano Lett. 2, 1449 (2002).
68. V. K. Komarala, Y. P. Rakovich, A. L. Bradley, S. J. Byrne, Y. K. Gun'ko, N. Gaponik, and E. Eychmüller, Appl. Phys. Lett. 89, 253118 (2006).
69. K. T. Shimizu, W. K. Woo, B. R. Fisher, H. J. Eisler, and M. G. Bawendi, Phys. Rev. Lett. 89, 117401 (2002).
70. K. Ray, R. Badugu, and J. R. Lakowicz, J. Am. Chem. Soc. 128, 8993 (2006).
71. Y. Ito, K. Matsuda, and Y. Kanernitsu, Phys. Rev. B 75, 033309 (2007).
72. E. Dulkeith, A. C. Morteani, T. Niedereichholz, T. A. Klar, J. Feldmann, S. A. Levi, F. C. J. M. van Veggel, D. N. Reinhoudt, M. Möller, and D. I. Gittins, Phys. Rev. Lett. 89, 203002 (2002).
73. B. Dubertret, M. Calame, and A. J. Libchaber, Nature Biotech. 19, 365 (2001).
74. D. J. Maxwell, J. R. Taylor, and S. Nie, J. Am. Chem. Soc. 124, 9606 (2002).
75. C. S. Yun, A. Javier, T. Jennings, M. Fisher, S. Hira, S. Peterson, B. Hopkins, N. O. Reich, and G. F. Strouse, J. Am. Chem. Soc. 127, 3115 (2005).
76. E. Dulkeith, M. Ringler, T. A. Klar, J. Feldmann, A. M. Javier, and W. J. Parak, Nano Lett. 5, 585 (2005).
77. O. G. Tovinachenko, C. Graf, D. J. van den Heuvel, A. van Blaaderen, and H. C. Gerritsen, Adv. Mater. 18, 91 (2006).
78. N. Liu, B. S. Prall, and V. I. Klimov, J. Am. Chem. Soc. 128, 15362 (2006).
79. G. Schneider, G. Decher, N. Nerambourg, R. Praho, M. H. V. Werts, and M. Blanchard-Desce, Nano Lett. 6, 530 (2006).
80. T. Pons, I. L. Medintz, K. E. Sapsford, S. Higashiya, A. F. Grimes, D. S. English, and H. Mattoussi, Nano Lett. 7, 3157 (2007).
81. J. Lee, A. O. Govorov, J. Dulka, and N. A. Kotov, Nano Lett. 4, 2323 (2004).
82. J. Lee, T. Javed, T. Skeini, A. O. Govorov, G. W. Bryant, and N. A. Kotov, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4819 (2006).
83. Y. Chen, K. Munechika, and D. S. Ginger, Nano Lett. 7, 690 (2007).
84. Z. Gueroui and A. Libchaber, Phys. Rev. Lett. 93, 166108 (2004).
85. S. Kühn, U. Håkanson, L. Rogobete, and V. Sangoghdar, Phys. Rev. Lett. 97, 017402 (2006).
86. P. Anger, P. Bharadwaj, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 96, 113002 (2006).
87. G. Mie, Ann. Phys. (Leipzig) 330, 377 (1908).
88. R. Gans, Ann. Phys. 342, 881 (1912).
89. T. L. Ferrell and R M. Echenique, Phys. Rev. Lett. 55, 1526 (1985).
90. T. Atay, J. H. Song, and A. V. Nurmikko, Nano Lett. 4, 1627 (2004).
91. K. L. Kliewer and R. Fuchs, Phys. Rev. 153, 498 (1967).
92. J. Ashley and L. Emerson, Surf. Sci. 41, 615 (1974).
93. C. A. Pfeiffer, E. N. Economou, and K. L. Ngai, Phys. Rev. B 10, 3038 (1974).
94. R. Fuchs, Phys. Rev. B 11, 1732 (1975).
95. L. Davis, Phys. Rev. B 14, 5523 (1976).
96. J. Aizpurua, A. Rivacoba, and S. R Apell, Phys. Rev. B 54, 2901 (1996).
97. R. Rupin, Phys. Rev. B 26, 3440 (1982).
98. F. Claro, Phys. Rev. B 25, 7875 (1982).
99. F. J. García-Vidal, J. M. Pitarke, and J. B. Pendry, Phys. Rev. Lett. 78, 4289 (1997).
100. J. M. Pitarke, R J. García-Vidal, and J. B. Pendry, Phys. Rev. B 57, 15261 (1998).
101. E. K. Miller, J. Electromagn. Waves Appl. 8, 1125 (1994).
102. E. M. Purcell and C. R. Pennypacker, Astrophys. J. 186, 705 (1973).
103. B. T. Draine and P. J. Flatau, J. Opt. Soc. Am. A 11, 1491 (1994).
104. O. J. F. Martin, C. Girard, and A. Dereux, Phys. Rev. Lett. 749 526 (1995).
105. C. H. Hafner and R. Ballist, Int. J. Comp. Elect. Elect Eng. 2, 1 (1983).
106. J. B. Pendry and A. MacKinnon, Phys. Rev. Lett. 69, 2772 (1992).
107. K. M. Leung and Y. F. Liu, Phys. Rev. B 41, 10188 (1990).
108. F. J. García de Abajo and A. Howie, Phys. Rev. Lett. 80, 5180 (1998).
109. J. Aizpurua, G. W. Bryant, L. J. Richter, F. J. García de Abajo, B. K. Kelly, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
110. S. Link, M. B. Mohamed, and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 103, 3073 (1999).
111. S. Eustis and M.A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 109, 16350 (2005).
112. S. Eustis and M. A. El-Sayed, J. Appl. Phys. 100, 44324 (2006).
113. K. Lee and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 109, 20331 (2005).
114. P. K. Jain, K. S. Lee, I. H. El-Sayed, and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 110, 7238 (2006).
115. K. S. Lee and M.A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 110, 19220 (2006).
116. E. Hao and G. C. Schatz, J. Chem. Phys. 120, 357 (2004).
117. E. K. Payne, K. L. Shuford, S. Park, G. C. Schatz, and C. A. Mirkin, J. Phys. Chem. B 110, 2150 (2006).
118. A. Brioude, X. C. Jiang, and M. P. Pileni, J. Phys. Chem. B 109, 13138 (2005).
119. S. E. Sburlan, L.A. Blanco, and M. Nieto-Vesperinas, Phys. Rev. B 739 035403 (2006).
120. S.W. Prescott and P. J. Mulvaney, J. Appl. Phys. 99, 123504 (2006).
121. C. Noguez, J. Phys. Chem. C 111, 3806 (2007).
122. B. N. Khlebtsov and N. G. Khlebtsov, J. Phys. Chem. C 111, 11516 (2007).
123. G. W. Bryant, F.J. Garclade Abajo, and J. Aizpuraa, Nano Letters 8, 631 (2008).
124. P. Mühlschlegel, H. J. Eisler, O. J. F. Martin, B. Hecht, and D. W. Pohl, Science 308, 1607 (2005).
125. E. Cubukcu, E. A. Kort, K.B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
126. L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 98, 266802 (2007).
127. O. L. Muskens, V. Giannini, J. A. Sinchez-Gil, and J. G. Rivas, Nano Lett. 7, 2871 (2007).
128. F. Hao, C. L. Nehl, J. H. Hafner, and P. Nordlander, Nano Lett. 7, 729 (2007).
129. J. Aizpurua, G. Hoffmann, S. P. Apell, and R. Berndt, Phys. Rev. Lett. 89, 156803 (2002).
130. M. Ringler, T. A. Klar, A. Schwemer, A. S. Susha, J. Stehr, G. Raschke, S. Funk, A Borowski, A. Nichtl, K. Kürzinger, R. T. Phillips, and J. Feldmann, Nano Lett. 7, 2753 (2007).
131. E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
132. P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
133. I. Romero, J. Aizpurua, G. W. Bryant, and F. J. García de Abajo, Opt. Express 14, 9988 (2006).
134. R. Fuchs and F. Claro, Phys. Rev. B 35, 3722 (1987).
135. E. Prodan, P. Nordlander, and N.J. Halas, Nano Lett. 3, 1411 (2003).
136. A. Castro, M. A. L. Marques, J. A. Alonso, and A. Rubio, J. Comp. Theoret. Nanoscience 1, 230 (2004).