Reaching the theoretical resonance quality factor limit in coaxial plasmonic nanoresonators fabricated by helium ion lithography

Nano Letters

Volumn 13, Issue 6, 2013, Pages 2687-2691

  Melli, M ^a   Polyakov, A ^a   Gargas, D ^a   Huynh, C ^b   Scipioni, L ^b   Bao, W ^a   Ogletree, D F ^a   Schuck, P J ^a   Cabrini, S ^a   Weber Bargioni, A ^a  

^a LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b CARL ZEISS SMT AG   (Germany)

Author keywords

coaxial apertures; Focus ion beam; helium ion microscope; nanofabrication; plasmonics

Indexed keywords

COAXIAL APERTURES; FABRICATED STRUCTURES; FABRICATION PROCESS; FINITE DIFFERENCE TIME-DOMAIN; FOCUS ION BEAM; HELIUM ION MICROSCOPES; PLASMONICS; TRANSMISSION MEASUREMENTS;

FINITE DIFFERENCE TIME DOMAIN METHOD; FOCUSED ION BEAMS; GALLIUM; ION BEAM LITHOGRAPHY; IONS; NANOPHOTONICS; NANOTECHNOLOGY; PLASMONS; RESONATORS;

FABRICATION;

EID: 84879122245     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl400844a     Document Type: Article

References (51)

1. Novotny, L. Phys. Today 2011, 64 (7) 47
2. Zayats, A. V.; Smolyaninov, I. I.; Maradudin, A. A. Phys. Rep.. 2005, 408 (3-4) 131-314
3. Fischer, H.; Martin, O. J. F. Opt. Express 2008, 16 (12) 9144-9154
4. Ghenuche, P.; Cherukulappurath, S.; Quidant, R. New J. Phys. 2008, 10
5. Novotny, L. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 26
6. Schuck, P. J.; Fromm, D. P.; Sundaramurthy, A.; Kino, G. S.; Moerner, W. E. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 1
7. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (3) 668-677
8. Lal, S.; Link, S.; Halas, N. J. Nat. Photonics 2007, 1 (11) 641-648
9. Muhlschlegel, P.; Eisler, H. J.; Martin, O. J. F.; Hecht, B.; Pohl, D. W. Science 2005, 308 (5728) 1607-1609
10. Hrelescu, C.; Sau, T. K.; Rogach, A. L.; Jackel, F.; Feldmann, J. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 15
11. Hicks, E. M.; Zou, S. L.; Schatz, G. C.; Spears, K. G.; Van Duyne, R. P.; Gunnarsson, L.; Rindzevicius, T.; Kasemo, B.; Kall, M. Nano Lett. 2005, 5 (6) 1065-1070
12. Biagioni, P.; Huang, J. S.; Duo, L.; Finazzi, M.; Hecht, B. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 25
13. Taminiau, T. H.; Moerland, R. J.; Segerink, F. B.; Kuipers, L.; van Hulst, N. F. Nano Lett. 2007, 7 (1) 28-33
14. Boardman, A.; Brongersma, M.; Stockman, M.; Wegener, M. J. Opt. Soc. Am. B 2009, 26, 12
15. Maier, S. A.; Atwater, H. A. J. Appl. Phys. 2005, 98 (1) 011101
16. Polyakov, A.; Senft, C.; Thompson, K. F.; Feng, J.; Cabrini, S.; Schuck, P. J.; Padmore, H. A.; Peppernick, S. J.; Hess, W. P. Phys. Rev. Lett. 2013, 110 (7) 076802
17. De Angelis, F.; Das, G.; Candeloro, P.; Patrini, M.; Galli, M.; Bek, A.; Lazzarino, M.; Maksymov, I.; Liberale, C.; Andreani, L. C.; Di Fabrizio, E. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (1) 67-72
18. Fleischer, M.; Stanciu, C.; Stade, F.; Stadler, J.; Braun, K.; Heeren, A.; Haeffner, M.; Kern, D. P.; Meixner, A. J. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 11
19. Gerton, J. M.; Wade, L. A.; Lessard, G. A.; Ma, Z.; Quake, S. R. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 18
20. Kalkbrenner, T.; Ramstein, M.; Mlynek, J.; Sandoghdar, V. J. Microsc. (Oxford, U.K.) 2001, 202, 72-76
21. Berweger, S.; Atkin, J. M.; Xu, X. G.; Olmon, R. L.; Raschke, M. B. Nano Lett. 2011, 11 (10) 4309-4313
22. Kosako, T.; Kadoya, Y.; Hofmann, H. F. Nat. Photonics 2010, 4 (5) 312-315
23. Bao, W.; Melli, M.; Caselli, N.; Riboli, F.; Wiersma, D. S.; Staffaroni, M.; Choo, H.; Ogletree, D. F.; Aloni, S.; Bokor, J.; Cabrini, S.; Intonti, F.; Salmeron, M. B.; Yablonovitch, E.; Schuck, P. J.; Weber-Bargioni, A. Science 2012, 338 (6112) 1317-1321
24. McLeod, A.; Weber-Bargioni, A.; Zhang, Z.; Dhuey, S.; Harteneck, B.; Neaton, J. B.; Cabrini, S.; Schuck, P. J. Phys. Rev. Lett. 2011, 106 (3) 037402
25. Farahani, J. N.; Pohl, D. W.; Eisler, H. J.; Hecht, B. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 1
26. Wissert, M. D.; Schell, A. W.; Ilin, K. S.; Siegel, M.; Eisler, H. J. Nanotechnology 2009, 20, 42
27. Fleischer, M.; Weber-Bargioni, A.; Cabrini, S.; Kern, D. P. Microelectron. Eng. 2011, 88 (8) 2247-2250
28. Wang, F.; Shen, Y. R. Phys. Rev. Lett. 2006, 97 (20) 206806
29. Ni, C. Y. A.; Shu-Wei, C.; Shun Lien, C.; Schuck, P. J. J. Lightwave Technol. 2011, 29 (20) 3107-3114
30. Vesseur, E. J. R.; García de Abajo, F. J.; Polman, A. Nano Lett. 2009, 9 (9) 3147-3150
31. Yang, S.-C.; Kobori, H.; He, C.-L.; Lin, M.-H.; Chen, H.-Y.; Li, C.; Kanehara, M.; Teranishi, T.; Gwo, S. Nano Lett. 2010, 10 (2) 632-637
32. Kern, J.; Großmann, S.; Tarakina, N. V.; Häckel, T.; Emmerling, M.; Kamp, M.; Huang, J.-S.; Biagioni, P.; Prangsma, J. C.; Hecht, B. Nano Lett. 2012, 12 (11) 5504-5509
33. Baida, F.; Belkhir, A.; Van Labeke, D.; Lamrous, O. Phys. Rev. B 2006, 74, 20
34. Heshmat, B.; Li, D.; Darcie, T. E.; Gordon, R. Opt. Express 2011, 19 (7) 5912-5923
35. de Waele, R.; Burgos, S. P.; Atwater, H. A.; Polman, A. Opt. Express 2010, 18 (12) 12770-12778
36. Burgos, S. P.; de Waele, R.; Polman, A.; Atwater, H. A. Nat. Mater. 2010, 9 (5) 407-412
37. Weber-Bargioni, A.; Schwartzberg, A.; Cornaglia, M.; Ismach, A.; Urban, J. J.; Pang, Y.; Gordon, R.; Bokor, J.; Salmeron, M. B.; Ogletree, D. F.; Ashby, P.; Cabrini, S.; Schuck, P. J. Nano Lett. 2011, 11 (3) 1201-1207
38. Saleh, A. A. E.; Dionne, J. A. Nano Lett. 2012, 12 (11) 5581-5586
39. Li, D.; Gordon, R. Phys. Rev. A 2010, 82, 4
40. Catrysse, P. B.; Fan, S. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 23
41. de Waele, R.; Burgos, S. P.; Polman, A.; Atwater, H. A. Nano Lett. 2009, 9 (8) 2832-2837
42. Im, H.; Bantz, K. C.; Lindquist, N. C.; Haynes, C. L.; Oh, S.-H. Nano Lett. 2010, 10 (6) 2231-2236
43. Hill, R.; Notte, J. A.; Scipioni, L.; Hawkes, P. W. Scanning Helium Ion Microscopy. Advances in Imaging and Electron Physics; Academic Press: New York, 2012; pp 65-148.
44. Scipioni, L.; Ferranti, D. C.; Smentkowski, V. S.; Potyrailo, R. A. J. Vac. Sci. Technol. B 2010, 28 (6) C6P18-C6P23
45. Bell, D. C.; Lemme, M. C.; Stern, L. A.; Williams, J. R.; Marcus, C. M. Nanotechnology 2009, 20 (45) 455301
46. Lumerical Solutions, www.lumerical.com (accessed 2013).
47. Ebbesen, T. W.; Lezec, H. J.; Ghaemi, H. F.; Thio, T.; Wolff, P. A. Nature 1998, 391 (6668) 667-669
48. Orbons, S. M.; Roberts, A.; Jamieson, D. N.; Haftel, M. I.; Schlockermann, C.; Freeman, D.; Luther-Davies, B. Appl. Phys. Lett. 2007, 90 (25) 251107
49. Miyazaki, H.; Kurokawa, Y. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 9
50. Feigenbaum, E.; Orenstein, M. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 16
51. Huang, J.-S.; Callegari, V.; Geisler, P.; Brüning, C.; Kern, J.; Prangsma, J. C.; Wu, X.; Feichtner, T.; Ziegler, J.; Weinmann, P.; Kamp, M.; Forchel, A.; Biagioni, P.; Sennhauser, U.; Hecht, B. Nat. Commun. 2010, 1, 150