Theoretical criteria for scattering dark states in nanostructured particles

Nano Letters

Volumn 14, Issue 5, 2014, Pages 2783-2788

  Hsu, Chia Wei ^a,b   Delacy, Brendan G ^c   Johnson, Steven G ^a   Joannopoulos, John D ^a   Soljaĉić, Marin ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^c EDGEWOOD CHEMICAL BIOLOGICAL CENTER   (United States)

Author keywords

coupled resonator induced transparency; Fano resonances; light scattering; nanostructures; Scattering dark states; temporal coupled mode theory

Indexed keywords

LIGHT SCATTERING; NANOSTRUCTURES; RESONANCE; RESONATORS; TRANSPARENCY;

COHERENT INTERFERENCE; COUPLED-MODE THEORY; DARK STATE; FANO RESONANCES; INDUCED TRANSPARENCY; MULTIPLE RESONANCES; NANOSTRUCTURED PARTICLES; SUB-WAVELENGTH;

COHERENT SCATTERING;

EID: 84900474239     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl500340n     Document Type: Article

References (67)

1. Bohren, C. F.; Huffman, D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles; Wiley: New York, 1998.
2. Hamam, R. E.; Karalis, A.; Joannopoulos, J. D.; Soljaĉić, M. Phys. Rev. A 2007, 75, 053801
3. Ruan, Z.; Fan, S. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 043101
4. Prodan, E.; Radloff, C.; Halas, N. J.; Nordlander, P. Science 2003, 302, 419-422
5. Miroshnichenko, A. E.; Flach, S.; Kivshar, Y. S. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 2257-2298
6. Luk'yanchuk, B.; Zheludev, N. I.; Maier, S. A.; Halas, N. J.; Nordlander, P.; Giessen, H.; Chong, C. T. Nat. Mater. 2010, 9, 707-715
7. Rahmani, M.; Luk'yanchuk, B.; Hong, M. Laser Photonics Rev. 2013, 7, 329-349
8. Khanikaev, A. B.; Wu, C.; Shvets, G. Nanophotonics 2013, 2, 247-264
9. Halas, N. J.; Lal, S.; Chang, W.-S.; Link, S.; Nordlander, P. Chem. Rev. 2011, 111, 3913-3961
10. Verellen, N.; Sonnefraud, Y.; Sobhani, H.; Hao, F.; Moshchalkov, V. V.; Dorpe, P. V.; Nordlander, P.; Maier, S. A. Nano Lett. 2009, 9, 1663-1667
11. Sonnefraud, Y.; Verellen, N.; Sobhani, H.; Vandenbosch, G. A.; Moshchalkov, V. V.; Van Dorpe, P.; Nordlander, P.; Maier, S. A. ACS Nano 2010, 4, 1664-1670
12. Artar, A.; Yanik, A. A.; Altug, H. Nano Lett. 2011, 11, 1685-1689
13. Giannini, V.; Francescato, Y.; Amrania, H.; Phillips, C. C.; Maier, S. A. Nano Lett. 2011, 11, 2835-2840
14. Gallinet, B.; Martin, O. J. F. Phys. Rev. B 2011, 83, 235427
15. Gallinet, B.; Martin, O. J. F. ACS Nano 2011, 5, 8999-9008
16. Rahmani, M.; Lei, D. Y.; Giannini, V.; Lukiyanchuk, B.; Ranjbar, M.; Liew, T. Y. F.; Hong, M.; Maier, S. A. Nano Lett. 2012, 12, 2101-2106
17. Mukherjee, S.; Sobhani, H.; Lassiter, J. B.; Bardhan, R.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2010, 10, 2694-2701
18. Artar, A.; Yanik, A. A.; Altug, H. Nano Lett. 2011, 11, 3694-3700
19. Lassiter, J. B.; Sobhani, H.; Knight, M. W.; Mielczarek, W. S.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2012, 12, 1058-1062
20. Lovera, A.; Gallinet, B.; Nordlander, P.; Martin, O. J. ACS Nano 2013, 7, 4527-4536
21. Adato, R.; Artar, A.; Erramilli, S.; Altug, H. Nano Lett. 2013, 13, 2584-2591
22. Davis, T. J.; Gómez, D. E.; Vernon, K. C. Nano Lett. 2010, 10, 2618-2625
23. Forestiere, C.; Dal Negro, L.; Miano, G. Phys. Rev. B 2013, 88, 155411
24. Kometani, N.; Tsubonishi, M.; Fujita, T.; Asami, K.; Yonezawa, Y. Langmuir 2001, 17, 578-580
25. Wiederrecht, G. P.; Wurtz, G. A.; Hranisavljevic, J. Nano Lett. 2004, 4, 2121-2125
26. Fofang, N. T.; Park, T.-H.; Neumann, O.; Mirin, N. A.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2008, 8, 3481-3487
27. Wu, X.; Gray, S. K.; Pelton, M. Opt. Express 2010, 18, 23633-23645
28. Manjavacas, A.; Abajo, F. J. G. d.; Nordlander, P. Nano Lett. 2011, 11, 2318-2323
29. Schlather, A. E.; Large, N.; Urban, A. S.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2013, 13, 3281-3286
30. Zengin, G.; Johansson, G.; Johansson, P.; Antosiewicz, T. J.; Käll, M.; Shegai, T. Sci. Rep 2013, 3, 3074
31. Cao, L.; Fan, P.; Brongersma, M. L. Nano Lett. 2011, 11, 1463-1468
32. Kim, S.-K.; Day, R. W.; Cahoon, J. F.; Kempa, T. J.; Song, K.-D.; Park, H.-G.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2012, 12, 4971-4976
33. Fano, U. Phys. Rev. 1961, 124, 1866-1878
34. Ruan, Z.; Fan, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7324-7329
35. Ruan, Z.; Fan, S. Phys. Rev. A 2012, 85, 043828
36. Garrido Alzar, C. L.; Martinez, M. A. G.; Nussenzveig, P. Am. J. Phys. 2002, 70, 37-41
37. Joe, Y. S.; Satanin, A. M.; Kim, C. S. Phys. Scr. 2006, 74, 259
38. Opatrný, T.; Welsch, D.-G. Phys. Rev. A 2001, 64, 023805
39. Suh, W.; Wang, Z.; Fan, S. IEEE J. Quantum Electron. 2004, 40, 1511-1518
40. Smith, D. D.; Chang, H.; Fuller, K. A.; Rosenberger, A. T.; Boyd, R. W. Phys. Rev. A 2004, 69, 063804
41. Maleki, L.; Matsko, A. B.; Savchenkov, A. A.; Ilchenko, V. S. Opt. Lett. 2004, 29, 626-628
42. Naweed, A.; Farca, G.; Shopova, S. I.; Rosenberger, A. T. Phys. Rev. A 2005, 71, 043804
43. Xu, Q.; Sandhu, S.; Povinelli, M. L.; Shakya, J.; Fan, S.; Lipson, M. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 123901
44. Tomita, M.; Totsuka, K.; Hanamura, R.; Matsumoto, T. J. Opt. Soc. Am. B 2009, 26, 813-818
45. Fedotov, V. A.; Rose, M.; Prosvirnin, S. L.; Papasimakis, N.; Zheludev, N. I. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 147401
46. Papasimakis, N.; Fedotov, V. A.; Zheludev, N. I.; Prosvirnin, S. L. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 253903
47. Zhang, S.; Genov, D. A.; Wang, Y.; Liu, M.; Zhang, X. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 047401
48. Liu, N.; Langguth, L.; Weiss, T.; Kästel, J.; Fleischhauer, M.; Pfau, T.; Giessen, H. Nat. Mater. 2009, 8, 758-762
49. Tribelsky, M. I.; Flach, S.; Miroshnichenko, A. E.; Gorbach, A. V.; Kivshar, Y. S. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 043903
50. Haus, H. A. Waves and Fields in Optoelectronics; Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1984.
51. Marinica, D. C.; Borisov, A. G.; Shabanov, S. V. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 183902
52. Hsu, C. W.; Zhen, B.; Chua, S.-L.; Johnson, S. G.; Joannopoulos, J. D.; Soljaĉić, M. Light: Sci. Appl. 2013, 2, e84
53. Hsu, C. W.; Zhen, B.; Lee, J.; Chua, S.-L.; Johnson, S. G.; Joannopoulos, J. D.; Soljaĉić, M. Nature 2013, 499, 188-191
54. Qiu, W.; DeLacy, B. G.; Johnson, S. G.; Joannopoulos, J. D.; Soljaĉić, M. Opt. Express 2012, 20, 18494-18504
55. Sihvola, A. H. Electromagnetic Mixing Formulas and Applications; Institution of Electrical Engineers: London, 1999.
56. Harris, S. E. Phys. Today 1997, 50, 36
57. Hau, L. V.; Harris, S. E.; Dutton, Z.; Behroozi, C. H. Nature 1999, 397, 594-598
58. Palik, E. D. Handbook of Optical Constants of Solids; Academic Press: New York, 1985.
59. Bardhan, R.; Mukherjee, S.; Mirin, N. A.; Levit, S. D.; Nordlander, P.; Halas, N. J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7378-7383
60. Wang, M.; Cao, M.; Chen, X.; Gu, N. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 20920-20925
61. Wu, D.; Jiang, S.; Liu, X. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 23797-23801
62. Ho, J. F.; Luk'yanchuk, B.; Zhang, J. B. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2012, 107, 133-137
63. Sikdar, D.; Rukhlenko, I. D.; Cheng, W.; Premaratne, M. J. Opt. Soc. Am. B 2013, 30, 2066-2074
64. Hsu, C. W.; Zhen, B.; Qiu, W.; Shapira, O.; DeLacy, B. G.; Joannopoulos, J. D.; Soljaĉić, M. Nat. Commun. 2014, 5, 3152
65. Tabata, M.; Adachi, I.; Kawai, H.; Kubo, M.; Sato, T. Phys. Procedia 2012, 37, 642-649
66. Mojarad, N. M.; Sandoghdar, V.; Agio, M. J. Opt. Soc. Am. B 2008, 25, 651-658
67. Wang, H.; Wu, Y.; Lassiter, B.; Nehl, C. L.; Hafner, J. H.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 10856-10860