Nonlinear photon-assisted tunneling transport in optical gap antennas

Nano Letters

Volumn 14, Issue 5, 2014, Pages 2330-2338

  Stolz, Arnaud ^a,c   Berthelot, Johann ^a,d   Mennemanteuil, Marie Maxime ^a   Colas Des Francs, Gérard ^a   Markey, Laurent ^a   Meunier, Vincent ^b   Bouhelier, Alexandre ^a  

^a UNIVERSITÉ DE BOURGOGNE   (France)

^b Rensselaer Polytechnic Institute   (United States)

^c UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE   (Canada)

^d ICFO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES   (Spain)

Author keywords

electromigration; optical rectennas; photon assisted tunneling; Plasmonics

Indexed keywords

ELECTRIC PROPERTIES; ELECTROMIGRATION; NANOTECHNOLOGY; PHOTONS;

ELECTROMAGNETIC RESPONSE; NON-LINEAR OPTICAL; OPTICAL ANTENNAE; OPTICAL RADIATIONS; PHOTON-ASSISTED TUNNELING; PHYSICAL MECHANISM; PLASMONICS; RECTENNAS;

ANTENNAS;

EID: 84900513525     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl404707t     Document Type: Article

References (68)

1. Schuller, J. A.; Barnard, E. S.; Cai, W.; Jun, Y. C.; White, J. S.; Brongersma, M. L. Nat. Mater. 2010, 9, 193-204
2. Halas, N. J.; Lal, S.; Chang, W.-S.; Link, S.; Nordlander, P. Chem. Rev. 2011, 111, 3913-3961
3. Schwartzberg, A. M.; Grant, C. D.; Wolcott, A.; Talley, C. E.; Huser, T. R.; Bogomolni, R.; Zhang, J. Z. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 19191-19197
4. Ahmed, A.; Gordon, R. Nano Lett. 2012, 12, 2625-2630
5. Danckwerts, M.; Novotny, L. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 026104
6. Ghenuche, P.; Cherukulappurath, S.; Taminiau, T. H.; F. van Hulst, N.; Quidant, R. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 116805
7. Slablab, A.; Xuan, L. L.; Zielinski, M.; de Wilde, Y.; Jacques, V.; Chauvat, D.; Roch, J.-F. Opt. Express 2012, 20, 220-227
8. Berthelot, J.; Bachelier, G.; Song, M.; Rai, P.; Colas des Francs, G.; Dereux, A.; Bouhelier, A. Opt. Express 2012, 20, 10498-10508
9. Romero, I.; Aizpurua, J.; Bryant, G. W.; García de Abajo, F. J. Opt. Express 2006, 14, 9988
10. García-Martín, A.; Ward, D. R.; Natelson, D.; Cuevas, J. C. Phys. Rev. B 2011, 83, 193404
11. Kern, J.; Gromann, S.; Tarakina, N. V.; Häckel, T.; Emmerling, M.; Kamp, M.; Huang, J.-S.; Biagioni, P.; Prangsma, J. C.; Hecht, B. Nano Lett. 2012, 12, 5504-5509
12. Esteban, R.; Borisov, A. G.; Nordlander, P.; Aizpurua, J. Nat. Commun. 2012, 3, 825
13. Savage, K. J.; Hawkeye, M. M.; Esteban, R.; Borisov, A. G.; Aizpurua, J.; Baumberg, J. J. Nature (London) 2012, 491, 574
14. Scholl, J. A.; García-Etxarri, A.; Koh, A. L.; Dionne, J. A. Nano Lett. 2013, 13, 564-569
15. Wu, L.; Duan, H.; Bai, P.; Bosman, M.; Yang, J. K. W.; Li, E. ACS Nano 2013, 7, 707-716
16. Novotny, L.; Van Hulst, N. F. Nat. Photonics 2011, 5, 83-90
17. Knight, M. W.; Sobhani, H.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Science 2011, 332, 702-704
18. Siu, D.; Jain, R. K.; Gustafson, T. K. Appl. Phys. Lett. 1976, 28, 407
19. Miskovsky, N. M.; Cutler, P. H.; Mayer, A.; Weiss, B. L.; Willis, B.; Sullivan, T. E.; Lerner, P. B. J. Nanotechnol. 2012, 2012, 512379
20. Marinica, D.; Kazansky, A.; Nordlander, P.; Aizpurua, J.; Borisov, A. G. Nano Lett. 2012, 12, 1333-1339
21. Dombi, P.; Hörl, A.; Rácz, P.; Márton, I.; Trügler, A.; Krenn, J. R.; Hohenester, U. Nano Lett. 2013, 13, 674-678
22. Ward, D. R.; Hüser, F.; Pauly, F.; Cuevas, J. C.; Natelson, D. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 732-736
23. Prangsma, J. C.; Kern, J.; Knapp, A. G.; Grossmann, S.; Emmerling, M.; Kamp, M.; Hecht, B. Nano Lett. 2012, 12, 3915-3919
24. Tucker, J. IEEE J. Quantum Electron. 1979, 15, 1234
25. Mayer, A.; Chung, M. S.; Lerner, P. B.; Weiss, B. L.; Miskovsky, N. M.; Cutler, P. H. J. Vac. Sci. Technol., B 2011, 29, 041802
26. Arielly, R.; Ofarim, A.; Noy, G.; Selzer, Y. Nano Lett. 2011, 11, 2968-2972
27. Viljas, J. K.; Cuevas, J. C. Phys. Rev. B 2007, 75, 075406
28. Park, H.; Lim, A. K. L.; Park, J.; Alivisato, A. P.; McEuen, P. L. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 301
29. Mangin, A.; Anthore, A.; Della Rocca, M. L.; Boulat, E.; Lafarge, P. Phys. Rev. B 2009, 80, 235432
30. Stahlmecke, B.; Meyer zu Heringdorf, F.-J.; Chelaru, L. I.; Horn-von Hoegen, M.; Dumpich, G. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 053122
31. Steinmann, P.; Weaver, J. M. R. J. Vac Sci. Technol., B 2004, 22, 3178-3181
32. Beebe, J. M.; Kim, B.; Gadzuk, J. W.; Frisbie, D. C.; Kushmerick, J. G. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 026801
33. Trouwborst, M. L.; Martin, C. A.; Smit, R. H. M.; Gudon, C. M.; Baart, T. A.; van der Molen, S. J.; van Ruitenbeek, J. M. Nano Lett. 2011, 11, 614-617
34. Wu, K.; Bai, M.; Sanvito, S.; Hou, S. Nanotechnology 2013, 24, 025203
35. Taychatanapat, T.; Bolotin, K. I.; Kuemmeth, F.; Ralph, D. C. Nano Lett. 2007, 7, 652-656
36. Dey, S.; Mirell, D.; Perez, A. R.; Lee, J.; Apkarian, V. A. J. Chem. Phys. 2013, 138, 154202
37. Mayer, A.; Chung, M. S.; Weiss, B. L.; Miskovsky, N. M.; Cutler, P. H. Phys. Rev. B 2008, 78, 205404
38. Grafström, S. J. Appl. Phys. 2002, 91, 1717-1750
39. Gamaly, E. Femtosecond Laser-Matter Interaction: Theory, Experiments and Applications; Pan Stanford Publishing Pte. Ltd: Singapore, 2011.
40. Kopp, B.; Yi, Z.; Benner, D.; Xie, F. Q.; Obermair, C.; Schimmel, T.; Boneberg, J.; Leiderer, P.; Scheer, E. Beilstein J. Nanotechnol. 2012, 3, 703-711
41. Guhr, D. C.; Rettinger, D.; Boneberg, J.; Erbe, A.; Leiderer, P.; Scheer, E. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 086801
42. Carlson, M. T.; Green, A. J.; Khan, A.; Richardson, H. H. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8798-8803
43. Herzog, J. B.; Knight, M. W.; Natelson, D. Nano Letters 2014, 14, 499-503
44. Shi, S.-F.; Xu, X.; Ralph, D. C.; McEuen, P. L. Nano Lett. 2011, 11, 1814-1818
45. Yajadda, M. M. A.; Muller, K.-H.; Farrant, D. I.; Ostrikov, K. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 211105
46. Thon, A.; Merschdorf, M.; Pfeiffer, W.; Klamroth, T.; Saalfrank, P.; Diesing, D. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004, 78, 189-199
47. Schenk, M.; Krüger, M.; Hommelhoff, P. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 257601
48. Wang, F.; Melosh, N. A. Nat. Commun. 2013, 4, 1711
49. Chalabi, H.; Schoen, D.; Brongersma, M. L. Nano Lett. 2014, 14, 1374-1380
50. Govorov, A. O.; Zhang, H.; Gunko, Y. K. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 16616-16631
51. Govorrov, A. O.; Zhang, H.; Demir, H. V.; Gun'ko, Y. K. Photogeneration of hot plasmonic electrons with metal nano crystals: Quantum description and potential applications. Nano Today 2014, in press; http://dx.doi.org/10.1016/j. nantod.2014.02.006.
52. Bormann, R.; Gulde, M.; Weismann, A.; Yalunin, S.; Ropers, C. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 147601
53. Jaklevic, R. C.; Lambe, J. Phys. Rev. B 1975, 12, 4146-4160
54. Rangel, T.; Kecik, D.; Trevisanutto, P. E.; Rignanese, G.-M.; Van Swygenhoven, H.; Olevano, V. Phys. Rev. B 2012, 86, 125125
55. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
56. Romaniello, P.; de Boeij, P. L. J. Chem. Phys. 2005, 122, 044104
57. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
58. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
59. Blöchl, P. E.; Jepsen, O.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1994, 49, 16223-16233
60. Beversluis, M. R.; Bouhelier, A.; Novotny, L. Phys. Rev. B 2003, 68, 115433
61. Chen, C. K.; Heinz, T. F.; Ricard, D.; Shen, Y. R. Phys. Rev. B 1983, 27, 1965
62. Bouhelier, A.; Beversluis, M.; Novotny, L. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4596
63. Dulkeith, E.; Niedereichholz, T.; Klar, T. A.; Feldmann, J.; von Plessen, G.; Gittins, D. I.; Mayya, K. S.; Caruso, F. Phys. Rev. B 70, 70, 205424
64. Palomba, S.; Danckwerts, M.; Novotny, L. J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009, 11, 114030
65. Imura, K.; Nagahara, T.; Okamoto, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13214-13220
66. Biagioni, P.; Celebrano, M.; Savoini, M.; Grancini, G.; Brida, D.; Mátéfi-Tempfli, S.; Mátéfi-Tempfli, M.; Duò, L.; Hecht, B.; Cerullo, G.; Finazzi, M. Phys. Rev. B 2009, 80, 045411
67. Luce, T.; Hbner, W.; Bennemann, K. Z. Phys. B: Condens. Matter 1997, 102, 223-232
68. Mayer, A.; Cutler, P. H. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395304