Theory and modeling of plasmonic structures

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 117, Issue 5, 2013, Pages 1983-1994

  Gray, Stephen K ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTATIONAL MODELING; DOT SYSTEM; METALLIC COMPONENT; NANO-STRUCTURED; NANOHOLE ARRAYS; NARROW BANDS; OPTICAL ENERGY; OPTICAL TRANSPARENCY; PLASMONIC; SIZE DEPENDENCE; SMALL PARTICLE SIZE; SURFACE PLASMONS; THEORY AND MODELING; THIN METAL FILMS;

NANOPARTICLES; OPTICAL WAVEGUIDES; SURFACE PLASMON RESONANCE;

PLASMONS;

EID: 84873456240     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp309664c     Document Type: Article

References (98)

1. Novotny, L.; Hecht, B. Principles of Nano-Optics, 2nd ed.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 2012.
2. Raether, H. Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings; Springer: Berlin, 1988.
3. Bohren, C. F.; Huffman, D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles; Wiley: New York, 1983.
4. Stewart, M. E.; Anderton, C. R.; Thompson, L. B.; Maria, J.; Gray, S. K.; Rogers, J. A.; Nuzzo, R. G. Chem. Rev. 2008, 108, 494-521
5. Atwater, H. A.; Polman, A. Nat. Mater. 2010, 9, 205-213
6. Koller, D. M.; Hohenau, A.; Ditlbacher, H.; Galler, N.; Reil, F.; Aussenegg, F. R.; Leitner, A.; List, E. J. W.; Krenn, J. R. Nat. Photonics 2008, 2, 684-687
7. Bardhan, R.; Lal, S.; Joshi, A.; Halas, N. J. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 936-946
8. Jain, P. K.; Huang, X. H.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1578-1586
9. Freestone, I.; Meeks, N.; Sax, M.; Higgitt, C. Gold Bull. 2007, 40, 270-277
10. Gornyak, G. I.; Patrissi, C. J.; Oberhauser, E. B.; Martin, C. R.; Valmalette, J.-C.; Lemaire, L.; Dutta, J.; Hofman, H. Nanostruct. Mater. 1997, 9, 571-574
11. Faraday, M. Philos. Trans. R. Soc. London 1857, 147, 145-181
12. Mie, G. Ann. Phys. 1908, 25, 377-445
13. Ritchie, R. H. Phys. Rev. 1957, 106, 874-881
14. Pines, D. Rev. Mod. Phys. 1956, 28, 184-198
15. Kretschmann, E.; Raether, H. Z. Naturforsch. A 1968, 23, 2135-2136
16. Kretschmann, E. Z. Phys. 1971, 241, 313-324
17. Otto, A. Z. Phys. 1968, 216, 398-410
18. Jackson, J. D. Classical Electrodynamics; Wiley: New York, 1998.
19. Taflove, A.; Hagness, S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method; Artech House: Norwood, MA, 2005.
20. Montgomery, J. M.; Lee, T.-W.; Gray, S. K. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 323201
21. Kosloff, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1994, 45, 145-178
22. Berenger, J. J. Comput. Phys. 1994, 114, 185-200
23. Nissen, A.; Karlsson, H. O.; Kreiss, G. J. Chem. Phys. 2010, 133, 054306
24. Lee, T.-W.; Gray, S. K. Opt. Express 2005, 13, 9652-9659
25. Guiffaut, G.; Mahdjoubi, K. IEEE Antennas Propag. Mag. 2001, 42, 94-103
26. Oskooi, A. F.; Roundy, D.; Ibanescu, M.; Bermel, P.; Joannuopolos, J. D.; Johnson, S. G. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 687-702
27. Lumerical Solutions, Inc. http://www.lumerical.com/tcad-products/fdtd/.
28. Jin, J. The Finite Element Method in Electromagnetics, 2 nd ed.; Wiley: New York, 2002.
29. Zhao, J.; Pinchuk, A. O.; McMahon, J. M.; Li, S.; Ausman, L. K.; Atkinson, A. L.; Schatz, G. C. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1710-1720
30. Draine, B. Y.; Flatau, P. J. J. Opt. Soc. Am. A 1994, 11, 1491-1499
31. Draine, B. T.; Flatau, P. J. User Guide for the Discrete Dipole Approximation Code DDSCAT (Version 7.2); 2012; http://arxiv.org/abs/1202.3424.
32. http://thecomputationalphysicist.com.
33. Ghaemi, H. F.; Thio, T.; Grupp, D. E.; Ebbesen, T. W.; Lezec, H. J. Phys. Rev. B 1998, 58, 6779-6782
34. Johnson, P. B.; Christy, R. W. Phys. Rev. B 1972, 6, 4367-4370
35. Ruppin, R. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1681-1684
36. Mertens, H.; Koenderink, A. F.; Polman, A. Phys. Rev. B 2007, 76, 115123
37. Willets, K. A.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267-297
38. Liu, M. Z.; Guyot-Sionnest, P.; Lee, T.-W.; Gray, S. K. Phys. Rev. B 2007, 76, 235428
39. Wang, Z. N.; Luk'yanchuk, B. S.; Guo, W.; Edwardson, S. P.; Whitehead, D. J.; Li, L.; Liu, Z.; Watkins, K. G. J. Chem. Phys. 2008, 128, 094705
40. McMahon, J. M.; Shuzhou, L.; Ausman, L. K.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 1627-1637
41. Chang, S.-H.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Opt. Express 2005, 13, 3150-3165
42. Ebbesem, T. W.; Lezec, H. J.; Ghaemi, H. F.; Thio, T.; Wolff, P. A. Nature 1998, 391, 667-669
43. Garcia-Vidal, F. J.; Martin-Moreno, L.; Ebbesen, T. W.; Kuipers, L. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 729-787
44. Fano, U. Phys. Rev. 1961, 124, 1866-1878
45. McMahon, J. M.; Henzie, J.; Odom, T. W.; Schatz, G. C.; Gray, S. K. Opt. Express 2007, 15, 18119-18129
46. Gao, H.; McMahon, J. M.; Lee, M. H.; Henzie, J.; Schatz, G. C.; Odom, T. W. Opt. Express 2009, 17, 2334-2340
47. Stewart, M. E.; Mack, N. H.; Malyarchuk, V.; Soares, J. A. N. T.; Lee, T. W.; Gray, S. K.; Nuzzo, R. G.; Rogers, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 17143-17148
48. Yao, J. M.; Stewart, M. E.; Maria, J.; Lee, T.-W.; Gray, S. K.; Rogers, J. A.; Nuzzo, R. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5013-5017
49. Baca, A. J.; Truong, T. T.; Cambrea, L. R.; Montgomery, J. M.; Gray, S. K.; Abdula, D.; Banks, T. R.; Yao, J. M.; Nuzzo, R. G.; Rogers, J. A. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 243109
50. Maria, J.; Truong, T. T.; Yao, J.; Lee, T.-W.; Nuzzo, R. G.; Leyffer, S.; Gray, S. K.; Rogers, J. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10493-10499
51. Stewart, M. E.; Yao, J. M.; Maria, J.; Gray, S. K.; Rogers, J. A.; Nuzzo, R. G. Anal. Chem. 2009, 81, 5980-5989
52. Truong, T. T.; Maria, J.; Yao, J.; Stewart, M. E.; Lee, T.-W.; Gray, S. K.; Nuzzo, R. G.; Rogers, J. A. Nanotechnology 2009, 20, 434011
53. Yao, J. M.; Le, A. P.; Gray, S. K.; Moore, J. S.; Rogers, J. A.; Nuzzo, R. G. Adv. Mater. 2010, 22, 1102-1110
54. Yao, J.; Le, A. P.; Schulmerich, M. V.; Maria, J.; Lee, T.-W.; Gray, S. K.; Bhargava, R.; Rogers, J. A.; Nuzzo, R. G. ACS Nano 2011, 5, 5763-5774
55. Miller, R. L.; Xie, Z.; Leyffer, S.; Davis, M. J.; Gray, S. K. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20741-20748
56. Miller, R. L.; Harding, L. B.; Davis, M. J.; Gray, S. K. J. Chem. Phys. 2012, 136, 074102
57. Sukharev, M.; Seideman, T. J. Chem. Phys. 2006, 124, 144707
58. Kildishev, A. V.; Chettiar, U. K.; Liu, Z.; Shalaev, V. M.; Kwon, D.; Bayraktar, Z.; Werner, D. H. J. Opt. Soc. Am. B 2007, 24, A34-A39
59. Lee, T.-W.; Gray, S. K. Opt. Express 2010, 18, 23857-23864
60. Lakowicz, J. R. Anal. Biochem. 2005, 337, 171-194
61. Lakowicz, J. R.; Ray, K.; Chowdhury, M.; Szmacinski, H.; Fu, Y.; Zhang, J.; Nowaczyk, K. The Analyst 2008, 133, 1308-1346
62. Ratchford, D.; Shafiei, F.; Kim, S.; Gray, S. K.; Li, X. Q. Nano Lett. 2011, 11, 1049-1054
63. Ratchford, D.; Shafiei, F.; Gray, S. K.; Li, X. Q. ChemPhysChem 2012, 13, 2522-2525
64. Chowdhury, M. H.; Ray, K.; Johnson, M. L.; Gray, S. K.; Pond, J.; Lakowicz, J. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7448-7461
65. Liu, M. Z.; Lee, T.-W.; Gray, S. K.; Guyot-Sionnest, P.; Pelton, M. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 107401
66. Liu, M. Z.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22192-22200
67. Nome, R. A.; Guffey, M. J.; Scherer, N. F.; Gray, S. K. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4408-4415
68. Guffey, M. J.; Miller, R. L.; Gray, S. K.; Scherer, N. F. Nano Lett. 2011, 11, 4058-4066
69. Wu, X.; Gray, S. K.; Pelton, M. Opt. Express 2010, 18, 23633-23645
70. Gersten, J.; Nitzan, A. J. Chem. Phys. 1981, 75, 2205-2214
71. Englund, D.; Faraon, A.; Fushman, I.; Stolz, N.; Petroff, P.; Vuckovic, J. Nature 2007, 450, 857-861
72. Zhang, S.; Genov, D. A.; Wang, Y.; Liu, M.; Zhang, X. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 047401
73. Fleishhauer, M.; Imamoglu, A.; Narangos, J. P. Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 633-673
74. Savasta, S.; Saija, R.; Ridolfo, A.; Stefano, O. D.; Denti, P.; Borghese, F. ACS Nano 2010, 4, 6369-6376
75. Zhang, W.; Govorov, A. O.; Bryant, G. W. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 146804
76. Artuso, R. D.; Bryant, G. W. Nano Lett. 2008, 8, 2106-2111
77. Manjavacas, A.; de Abajo, F. J. G.; Nordlander, P. Nano Lett. 2011, 11, 2318-2323
78. Hubert, C.; Rumyantseva, A.; Lerondel, G.; Grand, J.; Kostcheev, S.; Billot, L.; Vial, A.; Bachelot, R.; Royer, P.; Chang, S.-H. Nano Lett. 2005, 5, 615-619
79. Haggui, M.; Dridi, M.; Plain, J.; Marguet, S.; Perez, H.; Schatz, G. C.; Wiederrecht, G. P.; Gray, S. K.; Bachelot, R. ACS Nano 2012, 6, 1299-1307
80. Juan, M. L.; Plain, J.; Bachelot, R.; Royer, P.; Gray, S. K.; Widerrecht, G. P. ACS Nano 2009, 3, 1573-1579
81. Juan, M. L.; Plain, J.; Bachelot, R.; Royer, P.; Gray, S. K.; Wiederrecht, G. P. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2228-2232
82. Montgomery, J. M.; Imre, A.; Welp, U.; Vlasko-Vlasov, V.; Gray, S. K. Opt. Express 2009, 17, 8669-8675
83. Chen, A.; DePrince, A. E., III; Demortiere, A.; Joshi-Imre, A.; Shevchenko, E. V.; Gray, S. L.; Welp, U.; Vlasko-Vlasov, V. K. Small 2011, 7, 2365-2371
84. Peng, S.; McMahon, J. M.; Schatz, G. C.; Gray, S. K.; Sun, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 14530-14534
85. Sun, Y.; Gray, S. K.; Peng, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11814-11826
86. Boardman, A. D. In Electromagnetic Surface Modes; Boardman, A. D., Ed.; Wiley: New York, 1982; pp 1-77.
87. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 097403
88. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Phys. Rev. B 2010, 82, 035423
89. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. Nano Lett. 2010, 10, 3473-3481
90. McMahon, J. M.; Gray, S. K.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 15903-15908
91. Raza, S.; Toscano, G.; Jauho, A. P.; Wubs, M.; Mortensen, N. A. Phys. Rev. B 2011, 84, 121412
92. Hiremath, K. R.; Zschiedrich, L.; Schmidt, F. J. Comput. Phys. 2012, 231, 5890-5896
93. Fernandez-Dominguez, A. I.; Wiender, A.; Garcia-Vidal, F. J.; Maier, S. A.; Pendry, J. B. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 106802
94. Wiener, A.; Fernandez-Dominguez, A. I.; Horsfield, A. P.; Pendry, J. B.; Maier, S. A. Nano Lett. 2012, 12, 3308-3314
95. Ciraci, C.; Hill, R. T.; Mock, J. J.; Urzhumov, Y.; Fernandez-Dominguez, A. I.; Maier, S. A.; Pendry, J. B.; Chilkoti, A.; Smith, D. R. Science 2012, 337, 1072-1074
96. Scholl, J. A.; Koh, A. L.; Dionne, J. A. Nature 2012, 483, 421-428
97. Morton, S. M.; Silverstein, D. W.; Jensen, L. Chem. Rev. 2011, 111, 3962-3994
98. DePrince, A. E., III; Pelton, M.; Guest, J. R.; Gray, S. K. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 196806