Active molecular plasmonics: Controlling plasmon resonances with molecular switches

Nano Letters

Volumn 9, Issue 2, 2009, Pages 819-825

  Zheng, Yue Bing ^a   Yang, Ying Wei ^b   Jensen, Lasse ^c   Fang, Lei ^d   Juluri, Bala Krishna ^a   Flood, Amar H ^e   Weiss, Paul S ^c   Stoddart, J Fraser ^b,d   Huang, Tony Jun ^a  

^a The Pennsylvania State University   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^d NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^e INDIANA UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE COMPONENTS; BI STABLES; CHEMICAL OXIDANTS; DISPLAY SURFACES; EXPERIMENTAL OBSERVATIONS; MOLECULAR MACHINES; MOLECULAR SWITCHES; NANO-SCALE; NANODISK ARRAYS; NANODISKS; ON TIME; PLASMON RESONANCES; PLASMONIC DEVICES; PLASMONIC PROPERTIES; PLASMONICS; REDOX ACTIVES; REDUCTANTS; ROTAXANE;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

PLASMONS;

EID: 65249120739     PISSN: 15306984     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/n1803539g     Document Type: Article

References (67)

1. Shalaev, V. M.; Kawata, S. Nanophotonics with Surface Plasmons; Elsevier BV: Oxford, 2007.
2. Brongersma, M. L.; Kik, P. G. Surface Plasmon Nanophotonics; Springer: Berlin, 2007.
3. Atwater, H. A.; Maier, S.: Polman, A.; Dionne, J. A.; Sweatlock, L. MRS Bull. 2005, 30, 385-389.
4. Engheta, N. Science 2007, 317, 1698-1702.
5. Ozbay, E. Science 2006, 311, 189-193.
6. Zayats, A. V.; Smolyaninov, I. I.; Maradudin, A. A. Phys. Rep. 2005, 408, 131-314.
7. Berini, P.; Charbonneau, R.; Lahoud, N. Nano Lett. 2007, 7, 1376-1380.
8. Bozhevolnyi, S. I.: Volkov, V. S.; Devaux, E.; Laluet, J. Y.; Ebbesen, T. W. Nature 2006, 440, 508-511.
9. Maier, S. A.; Andrews, S. R.; Martin-Moreno, L.; Gareia-Vidal, E. J. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 176805.
10. Steinberger, B.; Hohenau, A.; Ditlbacher, H.; Stepanov, A. L.; Drezet, A.; Aussenegg. F. R.; Leitner, A.; Krenn, J. R. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 094104.
11. Weeber, J. C.; Gonzalez, M. U.; Baudrion, A. L.; Dereux, A. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 221101.
12. Lopez-Tejeira, F.; Rodrigo, S. G.; Martin-Moreno, L.; Garcia-Vidal, F. J.; Devaux, E.; Ebbesen, T. W.; Krenn, J. R.; Radko, I. P.; Bozhevolnyi, S. I.; Gonzalez, M. U.; Weeber, J. C.; Dereux, A. Nat. Phys. 2007, 3, 324-328.
13. Knight, M. W.; Grady, N. K.; Bardhan, R.; Hao, F.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2007, 7, 2346-2350.
14. Dai, J. H.; Cajko, F.; Tsukerman, I.; Stockman, M. I. Phys. Rev. B 2008, 77, 115419.
15. Fang, N.; Lee, H.; Sun, C.; Zhang, X. Science 2005, 308, 534-537.
16. Smith, D. R.; Pendry, J. B.; Wiltshire, M. C. K. Science 2004, 305, 788-792.
17. Andrew, P.; Barnes, W. L. Science 2004, 306, 1002-1005.
18. Krasavin, A. V.; Zheludev, N. I. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1416-1418.
19. Chen, H. T.; Padilla, W. J.; Zide, J. M. O.; Gossard, A. C.; Taylor, A. J.; Averitt, R. D. Nature 2006, 444, 597-600.
20. Pacifici, D.; Lezec, H. J.; Atwater, H. A. Nat. Photonics 2007, 1, 402-406.
21. Pala, R. A.; Shimizu, K. T.; Melosh, N. A.; Brongersma, M. L. Nano Lett. 2008, 8, 1506-1510.
22. Hall, W. P.; Anker, J. N.; Lin, Y.: Modica, J.; Mrksich, M.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5836-5837.
23. Huang, W. Y.; Qian, W.; El-Sayed, M. A. Nano Lett. 2004, 4, 1741-1747.
24. Chang, D. E.; Sorensen, A. S.; Demler, E. A.; Lukin, M. D. Nat. Phys. 2007, 3, 807-812.
25. Suh, J. Y.; Donev, E. U.; Lopez, R.; Feldman, L. C.; Haglund, R. F. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 133115.
26. Hendry, E.; Garcia-Vidal, F. J.; Martin-Moreno, L.; Gomez Rivas, J.; Bonn, M.; Hibbins, A. P.; Lockyear, M. J. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 123901.
27. Wang, Z. C.; Chumanov, G. Adjvi. Mater. 2003, 15, 1285-1289.
28. Hsiao, V. K. S.; Zheng, Y. B.; Juluri, B. K.; Huang, T. J. Adv. Mater. 2008, 20, 3528-3522.
29. Leroux, Y.; Leroux, J. C.; Fave, C.; Trippe, G.; Felidj, N.; Aubard, J.; Hohenau, A.; Krenn, J. R. ACS Nano 2008, 2, 728-732.
30. Kossyrev, P. A.; Yin, A.; Cloutier, S. G.; Cardimona, D. A.; Huang, D.; Alsing, P. M.; Xu, J. M. Nano Lett. 2005, 5, 1978-1981.
31. Chapman, R.; Mulvaney, P. Chem. Phys. Lett. 2001, 349, 358-362.
32. Sonnichsen, C.; Reinhard, B. M.; Liphardt, J.; Alivisatos, A. P. Nat. Biotechnol. 2005, 23, 741-745.
33. Liu, G. L.; Yin, Y.; Kunchakarra, S.; Mukherjee. B.: Gerion, D.: Jett, S. D.; Bear, D. G.; Gray, J. W.; Alivisatos, A. P.; Lee, L. P.; Chen, F. F. Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 47-52.
34. Reinhard, B. M.; Sheikholeslami, S.; Mastroianni, A.; Alivisatos, A. P.; Liphardt, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 2667-2672.
35. Dintinger, J.; Klein, S.; Ebbesen, T. W. Adv. Mater. 2006, 18, 1267-1270.
36. Lee, J.; Hernandez, P.; Lee, J.; Govorov, A. O.; Kotov, N. A. Nat. Mater. 2007, 6, 291-295.
37. Liu, G. L.; Long, Y. T.; Choi, Y.; Kang, T.; Lee, L. P. Nat. Methods 2007, 4, 1015-1017.
38. Haes, A. J.; Zou, S. L.; Zhao, J.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10905-10914.
39. Wurtz, G. A.; Evans, P. R.; Hendren, W.; Atkinson, R.; Dickson, W.; Pollard, R. .1.; Zayats, A. V.; Harrison, W.; Bower, C. Nano Lett. 2007, 7, 1297-1303.
40. Wiederrecht, G. P.; Wurtz. G. A.; Hranisavljevic, J. Nano Lett. 2004, 4, 2121-2125.
41. Sugawara, Y.; Keif, T. A.; Baumberg, J. J.; Abdelsalam, M. E.; Bartlett, P. N. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 266808.
42. Fofang, N. J.; Park, T. H.; Neumann, O.; Minn, N. A.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2008, 8, 3481-3487.
43. Ambjornsson, T.; Mukhopadhyay, G.; Apell, S. P.; Kail, M. Phys. Rev. B 2006, 73, 085412.
44. Balzani, V.; Credi, A.; Ventur, M. Molecular Devices and Machines: Concepts and Perspectives for the NanoWorld; Wiley-VCH: Wein-heim, 2008.
45. Flood, A. H.; Ramirez, R. J. A.; Deng, W.-Q.; Muller, R. P.; Goddard, W. A., III; Stoddart, J. F. Aust. J. Chem. 2004, 57, 301-322.
46. Aprahamian, I.; Yasuda, T.; Ikeda, T.; Saha, S.; Dichtel, W. R.; lsoda, K.; Kato, T.; Stoddart, J. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4675-4679.
47. Aprahamian, I.; Dichtel, W. R.; Ikeda, T.; Heath, J. R.; Stoddart, J. F. Org. Lett. 2007, 9, 1287-1290.
48. Jang, S. S.; Jang, Y. H.; Kim, Y.-H.; Goddard, W. A.. III: Flood, A. H.; Laursen, B. W.; Tseng, H.-R.; Stoddart, J. F.; Jeppesen, J. O.; Choi, J. W.; Steuerman, D. W.; Delonno, E.; Heath, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1563-1575.
49. Huang, T. J.; Tseng, H.-R.; Sha, L.; Lu, W.; Brough, B.; Flood, A. H.; Yu, B.-D.; Celestre, P. C.; Chang, J. P.; Stoddart, J. F.; Ho, C.-M. Nano Lett. 2004, 4, 2065-2071.
50. Brough, B.; Northrop, B. H.; Schmidt, J. J.; Tseng, H.-R.; Houk, K. N.; Stoddart, J. F.; Ho, C.-M. Pmc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 8583-8588.
51. Huang, T. J. MRS Bull. 2008, 33, 226-231.
52. Huang, T. J.; et al. IEEE Trans. Autom. Sci. Eng. 2006, 3, 254-259.
53. Liu, Y.; Flood, A. H.; Bonvallet, P. A.; Vignon, S. A.; Northrop, B. H.; Tseng, H.-R.; Jeppesen, J. O.; Huang, T. J.; Brough, B.; Bailer, M.; Magonov, S.; Solares, S. D.; Goddard, W. A.; Ho, C.-M.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9745-9759.
54. Huang, T. J.; Brough, B.; Ho, C.-M.; Liu, Y.; Flood, A. H.; Bonvallet, P. A.; Tseng, H.-R.; Stoddart, J. F.; Bailer, M.; Magonov, S. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5391-5393.
55. Nguyen, T. D.; Liu, Y.; Saha, S.; Leung, K. C.-F.; Stoddart, J. F.; Zink, J. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 626-634.
56. Patel, K.; Angelos, S.; Dichtel, W. R.; Coskun, A.; Yang, Y.-W.; Zink, J. I.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2382-2383.
57. Green, J. E.; Choi, J. W.; Boukai, A.; Bunimovich, Y.; Johnston-Halperin, E.; Delonno, E.; Luo, Y.; Sheriff, B. A.; Xu, K.; Shin, Y. S.; Tseng, H.-R.; Stoddart, J. F.; Heath, J. R. Nature 2007, 445, 414-417.
58. Tseng, H. R.; Wu, D. M.; Fang, N. X. L.; Zhang, X.; Stoddart, J. F. ChemPhysChem 2004, 5, 111-116.
59. Jensen, L.; Autschbach, J.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 224115.
60. Baerends, E. J.; et al. Amsterdam Density Functional (ADF); http:// www.scm.com, 2007.
61. Jang, Y. H.; Hwang, S. G.; Kim, Y. H.; Jang, S. S.; Goddard, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12636-12645.
62. Deng. W. Q.; Muller. R. P.; Goddard, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13562-13563.
63. Deng, W. Q.; Flood, A. H.; Stoddart, J. F.; Goddard, W. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15994-15995.
64. Drew, A.; Weisman, J. L.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2943-2946.
65. Reitz, J. R.; Milford, F. J.; Christy, R. W. Foundations of Electromagnetic Theory; Addison-Wesley: Reading. MA, 1980.
66. Choi, J. W.; Flood, A. H.; Steuerman, D. W.; Nygaard, S.; Braunschweig, A. B.; Moonen, N. N. P.; Laursen, B. W.; Luo, Y.; Delonno, E.; Peters, A. J.; Jeppesen, J. O.; Xu, K.; Stoddart, J. F.; Heath, J. R. Chem. Eur. J. 2006, 12, 261-279.
67. Personal communication with Professor William A. Goddard at Caltech.