Nanophotonic enhancement of the förster resonance energy-transfer rate with single nanoapertures

Nano Letters

Volumn 14, Issue 8, 2014, Pages 4707-4714

  Ghenuche, Petru ^a   De Torres, Juan ^a   Moparthi, Satish Babu ^a   Grigoriev, Victor ^a   Wenger, Jérôme ^a  

^a AIX MARSEILLE UNIVERSITÉ   (France)

Author keywords

fluorescence enhancement; FRET; LDOS; metal nanoaperture; plasmonics; zero mode waveguide

Indexed keywords

ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE; QUANTUM THEORY;

FLUORESCENCE ENHANCEMENT; FRET; LDOS; NANO-APERTURES; PLASMONICS; ZERO-MODE WAVEGUIDES;

NANOPHOTONICS;

EID: 84906100368     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5018145     Document Type: Article

References (56)

1. Kühlbrandt, W.; Wang, D. N. Nature 1991, 350, 130-134
2. van Grondelle, R.; Dekker, J. P.; Gillbro, T.; Sundström, V. Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 1994, 1187, 1-65
3. Hildner, R.; Brinks, D.; Nieder, J. B.; Cogdell, R. J.; van Hulst, N. F. Science 2013, 340, 1448-1451
4. Farrell, D. J.; Ekins-Daukes, N. J. Nat. Photonics 2009, 3, 373-374
5. Shankar, K.; Feng, X.; Grimes, C. A. ACS Nano 2009, 3, 788-794
6. Baldo, M. A.; Thompson, M. E.; Forrest, S. R. Nature 2000, 403, 750-753
7. Medintz, I. L.; Clapp, A. R.; Mattoussi, H.; Goldman, E. R.; Fisher, B.; Mauro, J. M. Nat. Mater. 2003, 2, 630-638
8. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 437, 55-75
9. Roy, R.; Hohng, S.; Ha, T. Nat. Methods 2008, 5, 507-516
10. Weiss, S. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 724-729
11. Schuler, B.; Eaton, W. A. Curr. Opin. Struct. Biol. 2008, 18, 16-26
12. Purcell, E. M. Phys. Rev. 1946, 69, 681
13. Drexhage, K. H. J. Lumin. 1970, 1, 693-701
14. Novotny, L.; Hecht, B. Principles of Nano-Optics; Cambridge University Press: Cambridge, 2006.
15. Barnes, W. L. J. Mod. Opt. 1998, 45, 661-699
16. Goy, P.; Raimond, J. M.; Gross, M.; Haroche, S. Phys. Rev. Lett. 1983, 50, 1903-1906
17. Yablonovitch, E. Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 2059-2062
18. Lodahl, P.; Van Driel, A. F.; Nikolaev, I. S.; Irman, A.; Overgaag, K.; Vanmaekelbergh, D.; Vos, W. L. Nature 2004, 430, 654-657
19. Novotny, L.; van Hulst, N. Nat. Photonics 2011, 5, 83-90
20. Kinkhabwala, A.; Yu, Z. F.; Fan, S. H.; Avlasevich, Y.; Mullen, K.; Moerner, W. E. Nat. Photonics 2009, 3, 654-657
21. Hopmeier, M.; Guss, W.; Deussen, M.; Göbel, E. O.; Mahrt, R. F. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 4118-4121
22. Andrew, P.; Barnes, W. L. Science 2000, 290, 785-788
23. Finlayson, C. E.; Ginger, D. S.; Greenham, N. C. Chem. Phys. Lett. 2001, 338, 83-87
24. Nakamura, T.; Fujii, M.; Imakita, K.; Hayashi, S. Phys. Rev. B 2005, 72, 235412
25. Dung, H. T.; Knöll, L.; Welsch, D. G. Phys. Rev. A 2002, 65, 043813
26. Colas des Francs, G.; Girard, C.; Martin, O. J. Phys. Rev. A 2003, 67, 053805
27. Govorov, A. O.; Lee, J.; Kotov, N. A. Phys. Rev. B 2007, 76, 125308
28. Vincent, R.; Carminati, R. Phys. Rev. B 2011, 83, 165426
29. Enderlein, J. Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 15227-15240
30. Nakamura, T.; Fujii, M.; Miura, S.; Inui, M.; Hayashi, S. Phys. Rev. B 2006, 74, 045302
31. de Dood, M. J. A.; Knoester, J.; Tip, A.; Polman, A. Phys. Rev. B 2005, 71, 115102
32. Blum, C.; Zijlstra, N.; Lagendijk, A.; Wubs, M.; Mosk, A. P.; Subramaniam, V.; Vos, W. L. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 203601
33. Rabouw, F. T.; den Hartog, S. A.; Senden, T.; Meijerink, A. Nat. Commun. 2014, 5, 3610
34. Zhang, J.; Fu, Y.; Chowdhury, M. H.; Lakowicz, J. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11784-11792
35. Fore, S.; Yuen, Y.; Hesselink, L.; Huser, T. Nano Lett. 2007, 7, 1749-1756
36. Kolaric, B.; Baert, K.; Van der Auweraer, M.; Vallée, R. A.; Clays, K. Chem. Mater. 2007, 19, 5547-5552
37. Reil, F.; Hohenester, U.; Krenn, J. R.; Leitner, A. Nano Lett. 2008, 8, 4128-4133
38. Yang, Z.; Zhou, X.; Huang, X.; Zhou, J.; Yang, G.; Xie, Q.; Sun, L.; Li, B. Opt. Lett. 2008, 33, 1963-1965
39. Komarala, V. K.; Bradley, A. L.; Rakovich, Y. P.; Byrne, S. J.; Gunko, Y. K.; Rogach, A. L. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 123102-123102
40. Lunz, M.; Gerard, V. A.; Gunko, Y. K.; Lesnyak, V.; Gaponik, N.; Susha, A. S.; Rogach, A. L.; Bradley, A. L. Nano Lett. 2011, 11, 3341-3345
41. Zhang, X.; Marocico, C. A.; Lunz, M.; Gerard, V. A.; Gunko, Y. K.; Lesnyak, V.; Gaponik, N.; Susha, A. S.; Rogach, A. L.; Bradley, A. L. ACS Nano 2011, 6, 9283-9290
42. Zhang, X.; Marocico, C. A.; Lunz, M.; Gerard, V. A.; Gunko, Y. K.; Lesnyak, V.; Gaponik, N.; Susha, A. S.; Rogach, A. L.; Bradley, A. L. ACS Nano 2014, 8, 1273-1283
43. Zhao, Y.; Chen, D.; Yue, H.; Spiering, M. M.; Zhao, C.; Benkovic, S. J.; Huang, T. J. Nano Lett. 2014, 14, 1952-1960
44. Chen, J.; Dalal, R. V.; Petrov, A. N.; Tsai, A.; OLeary, S. E.; Chapin, K.; Cheng, J.; Ewan, M.; Hsiung, P. L.; Lundquist, P.; Turner, S. W.; Hsu, D. R.; Puglisi, J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. 2014, 111, 664-669
45. Heucke, S.; Baumann, F.; Acuna, G. P.; Severin, P. M. D.; Stahl, S. W.; Strackharn, M.; Stein, I. H.; Altpeter, P.; Tinnefeld, P.; Gaub, H. E. Nano Lett. 2014, 14, 391-395
46. Pibiri, E.; Holzmeister, P.; Lalkens, B.; Acuna, G. P.; Tinnefeld, P. Nano Lett. 2014, 14, 3499-3503
47. Rigneault, H.; Capoulade, J.; Dintinger, J.; Wenger, J.; Bonod, N.; Popov, E.; Ebbesen, T. W.; Lenne, P. F. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 117401
48. Wenger, J.; Gérard, D.; Bonod, N.; Popov, E.; Rigneault, H.; Dintinger, J.; Mahboub, O.; Ebbesen, T. W. Opt. Express 2008, 16, 3008-3020
49. Langguth, L.; Punj, D.; Wenger, J.; Koenderink, A. F. ACS Nano 2013, 7, 8840-8848
50. Deniz, A. A.; Dahan, M.; Grunwell, J. R.; Ha, T.; Faulhaber, A. E.; Chemla, D. S.; Weiss, S.; Schultz, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1999, 96, 3670-3675
51. Dolghih, E.; Roitberg, A. E.; Krause, J. L. J. Photochem. Photobiol., A 2007, 190, 321-327
52. Iqbal, A.; Arslan, S.; Okumus, B.; Wilson, T. J.; Giraud, G.; Norman, D. G.; Ha, T.; Lilley, D. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 11176-11181
53. Kupstat, A.; Ritschel, T.; Kumke, M. U. Bioconjugate Chem. 2011, 22, 2546-2557
54. Levene, M. J.; Korlach, J.; Turner, S. W.; Foquet, M.; Craighead, H. G.; Webb, W. W. Science 2003, 299, 682-686
55. Holzmeister, P.; Acuna, G. P.; Grohmann, D.; Tinnefeld, P. Chem. Soc. Rev. 2013, 43, 1014-1028
56. Punj, D.; Ghenuche, P.; Moparthi, S. B.; de Torres, J.; Grigoriev, V.; Rigneault, H.; Wenger, J. Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. 2014, 6, 268-282