Ultrafast and nanoscale plasmonic phenomena in exfoliated graphene revealed by infrared pump-probe nanoscopy

Nano Letters

Volumn 14, Issue 2, 2014, Pages 894-900

  Wagner, Martin ^a   Fei, Zhe ^a   McLeod, Alexander S ^a   Rodin, Aleksandr S ^a,b   Bao, Wenzhong ^c,d   Iwinski, Eric G ^a   Zhao, Zeng ^d   Goldflam, Michael ^a   Liu, Mengkun ^a   Dominguez, Gerardo ^a,e   Thiemens, Mark ^a   Fogler, Michael M ^a   Castro Neto, Antonio H ^b,f   Lau, Chun Ning ^d   Amarie, Sergiu ^g   Keilmann, Fritz ^h   Basov, D N ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b Boston University   (United States)

^c UNIVERSITY OF MARYLAND   (United States)

^d UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^e CALIFORNIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^f National University of Singapore   (Singapore)

^g Neaspec GmbH   (Germany)

^h UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

Dirac plasmon; Graphene; near field microscopy; pump probe; s SNOM; time resolved spectroscopy

Indexed keywords

EID: 84894159457     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl4042577     Document Type: Article

References (50)

1. Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. C. Nat. Photonics 2010, 4, 611-622
2. Bao, Q.; Loh, K. P. ACS Nano 2012, 6, 3677-3694
3. Koppens, F. H. L.; Chang, D. E.; García de Abajo, F. J. Nano Lett. 2011, 11, 3370-3377
4. Grigorenko, A. N.; Polini, M.; Novoselov, K. S. Nat. Photonics 2012, 6, 749-758
5. Fei, Z.; Rodin, A. S.; Andreev, G. O.; Bao, W.; McLeod, A. S.; Wagner, M.; Zhang, L. M.; Zhao, Z.; Thiemens, M.; Dominguez, G.; Fogler, M. M.; Castro Neto, A. H.; Lau, C. N.; Keilmann, F.; Basov, D. N. Nature 2012, 487, 82-85
6. Chen, J.; Badioli, M.; González, P. A.; Thongrattanasiri, S.; Huth, F.; Osmond, J.; Spasenović, M.; Centeno, A.; Pesquera, A.; Godignon, P.; Elorza, A. Z.; Camara, N.; García de Abajo, F. J.; Hillenbrand, R.; Koppens, F. H. L. Nature 2012, 487, 77-80
7. Schuller, J. A.; Barnard, E. S.; Cai, W.; Jun, Y. C.; White, J. S.; Brongersma, M. L. Nat. Mater. 2010, 9, 193-204
8. Orenstein, J. Phys. Today 2012, 65, 44-50
9. Ulbricht, R.; Hendry, E.; Shan, J.; Heinz, T. F.; Bonn, M. Rev. Mod. Phys. 2011, 83, 543-586
10. Dawlaty, J. M.; Shivaraman, S.; Chandrashekhar, M.; Rana, F.; Spencer, M. G. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 042116
11. Winnerl, S.; Orlita, M.; Plochocka, P.; Kossacki, P.; Potemski, M.; Winzer, T.; Malic, E.; Knorr, A.; Sprinkle, M.; Berger, C.; de Heer, W. A.; Schneider, H.; Helm, M. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 237401
12. Brida, D.; Tomadin, A.; Manzoni, C.; Kim, Y. J.; Lombardo, A.; Milana, S.; Nair, R. R.; Novoselov, K. S.; Ferrari, A. C.; Cerullo, G.; Polini, M. Nat. Commun. 2013, 4, 1987
13. Tielrooij, K. J.; Song, J. C. W.; Jensen, S. A.; Centeno, A.; Pesquera, A.; Elorza, A. Z.; Bonn, M.; Levitov, L. S.; Koppens, F. H. L. Nat. Phys. 2013, 9, 248-252
14. Yu, Q.; Jauregui, L. A.; Wu, W.; Colby, R.; Tian, J.; Su, Z.; Cao, H.; Liu, Z.; Pandey, D.; Wei, D.; Chung, T. F.; Peng, P.; Guisinger, N. P.; Stach, E. A.; Bao, J.; Pei, S.-S.; Chen, Y. P. Nat. Mater. 2011, 10, 443-449
15. Fei, Z.; Rodin, A. S.; Gannett, W.; Dai, S.; Regan, W.; Wagner, M.; Liu, M. K.; McLeod, A. S.; Dominguez, G.; Thiemens, M.; Castro Neto, A. H.; Keilmann, F.; Zettl, A.; Hillenbrand, R.; Fogler, M. M.; Basov, D. N. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 821-825
16. Keilmann, F.; Huber, A. J.; Hillenbrand, R. J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves 2009, 30, 1255-1268
17. Atkin, J. M.; Berweger, S.; Jones, A. C.; Raschke, M. B. Adv. Phys. 2012, 61, 745-842
18. Atwater, A. H.; Polman, A. Nat. Mater. 2010, 9, 205-213
19. Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18737-18753
20. Amarie, S.; Ganz, T.; Keilmann, F. Opt. Express 2009, 17, 21794-21801
21. Keilmann, F.; Amarie, S. J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves 2012, 33, 479-484
22. Huth, F.; Govyadinov, A.; Amarie, S.; Nuansing, W.; Keilmann, F.; Hillenbrand, R. Nano Lett. 2012, 12, 3973-3978
23. Bouhelier, A. Microsc. Res. Tech. 2006, 69, 563-579
24. Fei, Z.; Andreev, G. O.; Bao, W.; Zhang, L. M.; McLeod, A. S.; Wang, C.; Stewart, M. K.; Zhao, Z.; Dominguez, G.; Thiemens, M.; Fogler, M. M.; Tauber, M. J.; Castro-Neto, A. H.; Lau, C. N.; Keilmann, F.; Basov, D. N. Nano Lett. 2011, 11, 4701-4705
25. Amarie, S.; Keilmann, F. Phys. Rev. B 2011, 83, 045404
26. Yan, H.; Low, T.; Zhu, W.; Wu, Y.; Freitag, M.; Li, X.; Guinea, F.; Avouris, P.; Xia, F. Nat. Photonics 2013, 7, 394-399
27. Horng, J.; Chen, C.-F.; Geng, B.; Girit, C.; Zhang, Y.; Hao, Z.; Bechtel, H. A.; Martin, M.; Zettl, A.; Crommie, M. F.; Shen, Y. R.; Wang, F. Phys. Rev. B 2011, 83, 165113
28. Gierz, I.; Petersen, J. C.; Mitrano, M.; Cacho, C.; Turcu, I. C. E.; Springate, E.; Stöhr, A.; Köhler, A.; Starke, U.; Cavalleri, A. Nat. Mater. 2013, 12, 1119-1124
29. Tomadin, A.; Brida, D.; Cerullo, G.; Ferrari, A. C.; Polini, M. Phys. Rev. B 2013, 88, 035430
30. Vafek, O. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 266406
31. Müller, M.; Bräuninger, M.; Trauzettel, B. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 196801
32. Tani, S.; Blanchard, F.; Tanaka, K. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 166603
33. Malard, L. M.; Mak, K. F.; Castro Neto, A. H.; Peres, N. M. R.; Heinz, T. F. New J. Phys. 2013, 15, 015009
34. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669
35. Xu, H.; Chen, Y.; Zhang, J.; Zhang, H. Small 2012, 8, 2833-2840
36. Tomadin, A.; Polini, M. Phys Rev. B 2013, 88, 205426
37. Newson, R. W.; Dean, J.; Schmidt, B.; van Driel, H. M. Opt. Express 2009, 17, 2326-2333
38. Xu, X. G.; Raschke, M. B. Nano Lett. 2013, 13, 1588-1595
39. Grafström, S. J. Appl. Phys. 2002, 91, 1717-1753
40. Wu, S. W.; Ogawa, N.; Ho, W. Science 2006, 312, 1362-1365
41. Terada, Y.; Yoshida, S.; Takeuchi, O.; Shigekawa, H. Nat. Photonics 2010, 4, 869-874
42. Cocker, T. L.; Jelic, V.; Gupta, M.; Molesky, S. J.; Burgess, J. A. J.; De Los Reyes, G.; Titova, L. V.; Tsui, Y. Y.; Freeman, M. R.; Hegmann, F. A. Nat. Photonics 2013, 7, 620-625
43. Levy, J.; Nikitin, V.; Kikkawa, J. M.; Cohen, A.; Samarth, N.; Garcia, R.; Awschalom, D. D. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1948
44. Nechay, B. A.; Siegner, U.; Achermann, M.; Bielefeldt, H.; Keller, U. Rev. Sci. Instrum. 1999, 70, 2758-2764
45. Taubner, T.; Hillenbrand, R.; Keilmann, F. J. Microsc. 2002, 210, 311-314
46. Huber, A. J.; Keilmann, F.; Wittborn, J.; Aizpurua, J.; Hillenbrand, R. Nano Lett. 2008, 8, 3766-3770
47. MacDonald, K. F.; Samson, Z. L.; Stockman, M. I.; Zheludev, N. I. Nat. Photonics 2009, 3, 55-58
48. Temnov, V. V. Nat. Photonics 2012, 6, 728-736
49. Caspers, J. N.; Rosenberg, N.; van Driel, H. M. Opt. Express 2010, 16, 19761-19769
50. Berweger, S.; Atkin, J. M.; Xu, X. G.; Olmon, R. L.; Raschke, M. B. Nano Lett. 2011, 11, 4309-4313