Nanooptical studies on physical and chemical characteristics of noble metal nanostructures

Bulletin of the Chemical Society of Japan

Volumn 86, Issue 4, 2013, Pages 397-413

  Okamoto, Hiromi ^a,b  

^a INSTITUTE FOR MOLECULAR SCIENCE   (Japan)

^b The Graduate University for Advanced Studies   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIFFRACTION LIMIT OF LIGHT; NEAR FIELD OPTICAL MICROSCOPY; NEAR-FIELD IMAGING SYSTEM; OPTICAL FIELD DISTRIBUTION; PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS; PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES; SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING (SERS); ULTRASHORT-PULSED LASER;

CHEMICAL PROPERTIES; DIFFRACTION; LIGHT SOURCES; MEASUREMENTS; METALS; NANORODS; OPTICAL DATA PROCESSING; PLASMONS; SURFACE SCATTERING; WAVE FUNCTIONS;

PRECIOUS METALS;

EID: 84876470538     PISSN: 00092673     EISSN: 13480634     Source Type: Journal    
DOI: 10.1246/bcsj.20120268     Document Type: Article

References (152)

1. Near-Field Nano/Atom Optics and Technology, ed. by M. Ohtsu, Springer-Verlag, Tokyo, 1998.
2. Near-Field Optics and Surface Plasmon Polaritons in Topics in Applied Physics, ed. by S. Kawata, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2001, Vol. 81. doi:10.1007/3-540-44552-8.
3. D. Courjon, Near-Field Microscopy and Near-Field Optics, Imperial College Press, London, 2003.
4. L. Novotny, B. Hecht, Principle of Nano-Optics, Cambridge University Press, Cambridge, 2006.
5. E. H. Synge, Philos. Mag. 1928, 6, 356.
6. E. A. Ash, G. Nicholls, Nature 1972, 237, 510.
7. E. Betzig, J. K. Trautman, T. D. Harris, J. S. Weiner, R. L. Kostelak, Science 1991, 251, 1468.
8. Y. Inouye, S. Kawata, Opt. Lett. 1994, 19, 159.
9. An Introduction to Laser Spectroscopy, 2nd ed., ed. by D. L. Andrews, A. A. Demidov, Kluwer/Plenum, New York, 2002.
10. T. Nagahara, K. Imura, H. Okamoto, Chem. Phys. Lett. 2003, 381, 368.
11. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16344.
12. T. Nagahara, K. Imura, H. Okamoto, Rev. Sci. Instrum. 2004, 75, 4528.
13. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 500.
14. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12730.
15. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, J. Chem. Phys. 2005, 122, 154701.
16. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 023104.
17. K. Imura, K. Ueno, H. Misawa, H. Okamoto, Nano Lett. 2011, 11, 960.
18. M. Fleischmann, P. J. Hendra, A. J. McQuillan, Chem. Phys. Lett. 1974, 26, 163.
19. M. G. Albrecht, J. A. Creighton, J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5215.
20. D. L. Jeanmaire, R. P. Van Duyne, J. Electroanal. Chem. 1977, 84, 1.
21. M. Moskovits, Rev. Mod. Phys. 1985, 57, 783.
22. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1667.
23. S. Nie, S. R. Emory, Science 1997, 275, 1102.
24. A. M. Michaels, M. Nirmal, L. E. Brus, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9932.
25. K. Imura, H. Okamoto, M. K. Hossain, M. Kitajima, Chem. Lett. 2006, 35, 78.
26. K. Imura, H. Okamoto, M. K. Hossain, M. Kitajima, Nano Lett. 2006, 6, 2173.
27. M. K. Hossain, T. Shimada, M. Kitajima, K. Imura, H. Okamoto, J. Microsc. 2008, 229, 327.
28. T. Shimada, K. Imura, M. K. Hossain, H. Okamoto, M. Kitajima, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4033.
29. M. K. Hossain, T. Shimada, M. Kitajima, K. Imura, H. Okamoto, Langmuir 2008, 24, 9241.
30. H. Okamoto, K. Imura, T. Shimada, M. Kitajima, J. Photochem. Photobiol., A 2011, 221, 154.
31. H. J. Wu, Y. Nishiyama, T. Narushima, K. Imura, H. Okamoto, Appl. Phys. Express 2012, 5, 062002.
32. K. Imura, T. Nagahara, H. Okamoto, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13214.
33. S. I. Kim, K. Imura, S. Kim, H. Okamoto, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 1548.
34. N. Hosaka, T. Saiki, Opt. Rev. 2006, 13, 262.
35. R. M. Stöckle, Y. D. Suh, V. Deckert, R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 2000, 318, 131.
36. N. Hayazawa, Y. Inouye, Z. Sekkat, S. Kawata, Chem. Phys. Lett. 2001, 335, 369.
37. T. Taubner, R. Hillenbrand, F. Keilmann, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5064.
38. J. M. Gerton, L. A. Wade, G. A. Lessard, Z. Ma, S. R. Quake, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 180801.
39. Y. Tanaka, H. Ishiguro, H. Fujiwara, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, K. Sasaki, Opt. Express 2011, 19, 7726.
40. H. Okamoto, K. Imura, J. Mater. Chem. 2006, 16, 3920.
41. H. Okamoto, K. Imura, Prog. Surf. Sci. 2009, 84, 199.
42. Y.-Y. Yu, S.-S. Chang, C.-L. Lee, C. R. C. Wang, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6661.
43. N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4065.
44. F. Kim, J. H. Song, P. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14316.
45. B. D. Busbee, S. O. Obare, C. J. Murphy, Adv. Mater. 2003, 15, 414.
46. B. Nikoobakht, M. A. El-Sayed, Chem. Mater. 2003, 15, 1957.
47. Y. Niidome, K. Nishioka, H. Kawasaki, S. Yamada, Chem. Commun. 2003, 2376.
48. I. Lisiecki, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12231.
49. C. J. Murphy, T. K. Sau, A. M. Gole, C. J. Orendorff, J. Gao, L. Gou, S. E. Hunyadi, T. Li, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13857.
50. C. J. Orendorff, C. J. Murphy, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3990.
51. C. Vieu, F. Carcenac, A. Pépin, Y. Chen, M. Mejias, A. Lebib, L. Manin-Ferlazzo, L. Couraud, H. Launois, Appl. Surf. Sci. 2000, 164, 111.
52. Nanofabrication Handbook, ed. by S. Cabrini, S. Kawata, CRC Press, BocaRaton, 2012.
53. C. L. Haynes, R. P. Van Duyne, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5599.
54. M. Kerker, The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation, Academic Press, New York, 1969.
55. R. H. Ritchie, Surf. Sci. 1973, 34, 1.
56. C. F. Bohren, D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley, New York, 1983.
57. U. Kreibig, M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1995.
58. M. Born, E. Wolf, Principles of Optics, 7th ed., Cambridge University Press, Cambridge, 1999.
59. G. Mie, Ann. Phys. 1908, 330, 377.
60. S. Link, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8410.
61. S. Link, M. B. Mohamed, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3073;
62. S. Link, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10531.
63. H. Kuwata, H. Tamaru, K. Esumi, K. Miyano, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 4625.
64. E. K. Payne, K. L. Shuford, S. Park, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2150.
65. K. Imura, H. Okamoto, Opt. Lett. 2006, 31, 1474.
66. K. Imura, H. Okamoto, Bull. Chem. Soc. Jpn. 2008, 81, 659.
67. H. Okamoto, K. Imura, Jpn. J. Appl. Phys. 2008, 47, 6055.
68. M. F. Crommie, C. P. Lutz, D. M. Eigler, Nature 1993, 363, 524.
69. A. Nilius, T. M. Wallis, W. Ho, Science 2002, 297, 1853.
70. M. F. Crommie, C. P. Lutz, D. M. Eigler, Science 1993, 262, 218.
71. E. N. Economou, Green's Function in Quantum Physics, Springer-Verlag, Berlin, 1983.
72. C. Girard, A. Dereux, Rep. Prog. Phys. 1996, 59, 657.
73. J.-J. Greffet, R. Carminati, Prog. Surf. Sci. 1997, 56, 133.
74. C. Girard, J.-C. Weeber, A. Dereux, O. J. F. Martin, J.-P. Goudonnet, Phys. Rev. B 1997, 55, 16487.
75. A. Dereux, C. Girard, J.-C. Weeber, J. Chem. Phys. 2000, 112, 7775.
76. K. Joulain, R. Carminati, J.-P. Mulet, J.-J. Greffet, Phys. Rev. B 2003, 68, 245405.
77. C. Girard, Rep. Prog. Phys. 2005, 68, 1883.
78. J. R. Krenn, G. Schider, W. Rechberger, B. Lamprecht, A. Leitner, F. R. Aussenegg, J. C. Weeber, Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 3379.
79. G. Schider, J. R. Krenn, A. Hohenau, H. Ditlbacher, A. Leitner, F. R. Aussenegg, W. L. Schaich, I. Puscasu, B. Monacelli, G. Boreman, Phys. Rev. B 2003, 68, 155427.
80. W. L. Schaich, G. Schider, J. R. Krenn, A. Leitner, F. R. Aussenegg, I. Puscasu, B. Monacelli, G. Boreman, Appl. Opt. 2003, 42, 5714.
81. A. Hohenau, J. R. Krenn, G. Schider, H. Ditlbacher, A. Leitner, F. R. Aussenegg, W. L. Schaich, Europhys. Lett. 2005, 69, 538.
82. J. K. Lim, K. Imura, T. Nagahara, S. K. Kim, H. Okamoto, Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 41.
83. K. Ueno, V. Mizeikis, S. Juodkazis, K. Sasaki, H. Misawa, Opt. Lett. 2005, 30, 2158.
84. K. Ueno, S. Juodkazis, V. Mizeikis, K. Sasaki, H. Misawa, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14226.
85. K. Ueno, S. Juodkazis, M. Mino, V. Mizeikis, H. Misawa, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4180.
86. K. Cho, Y. Ohfuti, K. Arima, Surf. Sci. 1996, 363, 378.
87. K. Cho, Optical Response of Nanostructures, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2003.
88. K. Matsuda, T. Saiki, S. Nomura, M. Mihara, Y. Aoyagi, S. Nair, T. Takagahara, Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 177401.
89. K. Matsuda, T. Saiki, T. Yamada, T. Ishizuka, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 3077.
90. T. Klar, M. Perner, S. Grosse, G. von Plessen, W. Spirkl, J. Feldmann, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 4249.
91. C. Langhammer, M. Schwind, B. Kasemo, I. Zorić, Nano Lett. 2008, 8, 1461.
92. H. Xu, J. Aizpurua, M. Käll, P. Apell, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2000, 62, 4318.
93. K. Li, M. I. Stockman, D. J. Bergman, Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 227402.
94. M. Futamata, Y. Maruyama, M. Ishikawa, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7607.
95. J. Jiang, K. Bosnick, M. Maillard, L. Brus, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9964.
96. E. Hao, G. C. Schatz, J. Chem. Phys. 2004, 120, 357.
97. J. R. Lakowicz, Anal. Biochem. 2005, 337, 171.
98. C. E. Talley, J. B. Jackson, C. Oubre, N. K. Grady, C. W. Hollars, S. M. Lane, T. R. Huser, P. Nordlander, N. J. Halas, Nano Lett. 2005, 5, 1569.
99. M. Suzuki, Y. Niidome, N. Terasaki, K. Inoue, Y. Kuwahara, S. Yamada, Jpn. J. Appl. Phys. 2004, 43, L554.
100. H. Wang, C. S. Levin, N. J. Halas, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14992.
101. Y. Sawai, B. Takimoto, H. Nabika, K. Ajito, K. Murakoshi, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1658.
102. K. Ikeda, M. Takase, Y. Sawai, H. Nabika, K. Murakoshi, K. Uosaki, J. Chem. Phys. 2007, 127, 111103.
103. T. Kondo, F. Matsumoto, K. Nishio, H. Masuda, Chem. Lett. 2008, 37, 466.
104. A. M. Kosevich, The Crystal Lattice: Phonons, Solitons, Dislocations, Superlattices, 2nd ed., Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi:10.1002/352760667X.
105. T. Nagahara, K. Imura, H. Okamoto, Scanning 2004, 26, Suppl. I, 10.
106. A. Vertikov, M. Kuball, A. V. Nurmikko, H. J. Maris, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 2465.
107. S. Smith, N. C. R. Holme, B. Orr, R. Kopelman, T. Norris, Ultramicroscopy 1998, 71, 213.
108. B. A. Nechay, U. Siegner, M. Achermann, H. Bielefeldt, U. Keller, Rev. Sci. Instrum. 1999, 70, 2758.
109. W. Schade, J. Preusser, D. L. Osborn, Y. Y. Lee, J. deGouw, S. R. Leone, Opt. Commun. 1999, 162, 200.
110. V. Emiliani, T. Guenther, C. Lienau, R. Nötzel, K. H. Ploog, Phys. Rev. B 2000, 61, R10583.
111. M. Labardi, M. Zavelani-Rossi, D. Polli, G. Cerullo, M. Allegrini, S. De Silvestri, O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 031105.
112. M. J. Rosker, F. W. Wise, C. L. Tang, Phys. Rev. Lett. 1986, 57, 321.
113. K. Imura, H. Okamoto, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 11756.
114. K. Imura, Y. C. Kim, S. Kim, D. H. Jeong, H. Okamoto, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5876.
115. T. S. Ahmadi, S. L. Logunov, M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. 1996, 100, 8053.
116. N. Del Fatti, C. Voisin, M. Achermann, S. Tzortzakis, D. Christofilos, F. Vallée, Phys. Rev. B 2000, 61, 16956.
117. C. Voisin, N. Del Fatti, D. Christofilos, F. Vallée, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2264.
118. O. P. Varnavski, M. B. Mohamed, M. A. El-Sayed, T. Goodson, III, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3101.
119. C. Voisin, D. Christofilos, P. A. Loukakos, N. Del Fatti, F. Vallée, J. Lermé, M. Gaudry, E. Cottancin, M. Pellarin, M. Broyer, Phys. Rev. B 2004, 69, 195416.
120. O. L. Muskens, N. Del Fatti, F. Vallée, Nano Lett. 2006, 6, 552.
121. M. Pelton, M. Liu, S. Park, N. F. Scherer, P. Guyot-Sionnest, Phys. Rev. B 2006, 73, 155419.
122. K. Imura, H. Okamoto, Phys. Rev. B 2008, 77, 041401.
123. C. Sönnichsen, T. Franzl, T. Wilk, G. von Plessen, J. Feldmann, O. Wilson, P. Mulvaney, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 077402.
124. K. Furusawa, N. Hayazawa, T. Okamoto, T. Tanaka, S. Kawata, Opt. Express 2011, 19, 25328.
125. S. Berweger, J. M. Atkin, X. G. Xu, R. L. Olmon, M. B. Raschke, Nano Lett. 2011, 11, 4309.
126. Y. Jiang, T. Narushima, H. Okamoto, Nat. Phys. 2010, 6, 1005.
127. A. Mooradian, Phys. Rev. Lett. 1969, 22, 185.
128. G. T. Boyd, Z. H. Yu, Y. R. Shen, Phys. Rev. B 1986, 33, 7923.
129. E. Dulkeith, T. Niedereichholz, T. A. Klar, J. Feldmann, G. von Plessen, D. I. Gittins, K. S. Mayya, F. Caruso, Phys. Rev. B 2004, 70, 205424.
130. A. Bouhelier, M. R. Beversluis, L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 5041.
131. A. Bouhelier, R. Bachelot, G. Lerondel, S. Kostcheev, P. Royer, G. P. Wiederrecht, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 267405.
132. R. A. Farrer, F. L. Butterfield, V. W. Chen, J. T. Fourkas, Nano Lett. 2005, 5, 1139.
133. H. Wang, T. B. Huff, D. A. Zweifel, W. He, P. S. Low, A. Wei, J.-X. Cheng, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15752.
134. N. J. Durr, T. Larson, D. K. Smith, B. A. Korgel, K. Sokolov, A. Ben-Yakar, Nano Lett. 2007, 7, 941.
135. Y. Jiang, N. N. Horimoto, K. Imura, H. Okamoto, K. Matsui, R. Shigemoto, Adv. Mater. 2009, 21, 2309.
136. N. E. Christensen, B. O. Seraphin, Phys. Rev. B 1971, 4, 3321.
137. J. I. Gersten, J. Chem. Phys. 1980, 72, 5779.
138. P. F. Liao, A. Wokaun, J. Chem. Phys. 1982, 76, 751.
139. M. B. Mohamed, V. Volkov, S. Link, M. A. El-Sayed, Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 517.
140. K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668.
141. H. Okamoto, K. Imura, in Advances in Multi-Photon Processes and Spectroscopy, ed. by S. H. Lin, A. A. Villaeys, Y. Fujimura, World Scientific, Singapore, 2011, Vol. 20, pp. 175209.
142. H. Tamaru, K. Miyano, Jpn. J. Opt. 2004, 33, 165.
143. R.-J. Zhu, J. Wang, G.-F. Jin, Optik 2005, 116, 419.
144. T. Yamaguchi, T. Hinata, Opt. Express 2007, 15, 11481.
145. A. Kubo, K. Onda, H. Petek, Z. Sun, Y. S. Jung, H. K. Kim, Nano Lett. 2005, 5, 1123.
146. A. Kubo, Y. S. Jung, H. K. Kim, H. Petek, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 2007, 40, S259.
147. J. Nelayah, M. Kociak, O. Stéphan, F. J. G. de Abajo, M. Tencé, L. Henrard, D. Taverna, I. Pastoriza-Santos, L. M. Liz-Marzán, C. Colliex, Nat. Phys. 2007, 3, 348.
148. A. Rousse, C. Rischel, J.-C. Gauthier, Rev. Mod. Phys. 2001, 73, 17.
149. K. J. Gaffney, H. N. Chapman, Science 2007, 316, 1444.
150. B. J. Siwick, J. R. Dwyer, R. E. Jordan, R. J. D. Miller, Science 2003, 302, 1382.
151. J. Cao, Z. Hao, H. Park, C. Tao, D. Kau, L. Blaszczyk, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 1044.
152. A. H. Zewail, Science 2010, 328, 187.