Single-Molecule Super-Resolution Microscopy Reveals How Light Couples to a Plasmonic Nanoantenna on the Nanometer Scale

Nano Letters

Volumn 15, Issue 4, 2015, Pages 2662-2670

  Wertz, Esther ^a   Isaacoff, Benjamin P ^a   Flynn, Jessica D ^a   Biteen, Julie S ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

imaging; light matter interactions; localization microscopy; PAINT microscopy; Plasmon enhanced fluorescence

Indexed keywords

ANTENNAS; FLUORESCENCE; IMAGING TECHNIQUES; METAL NANOPARTICLES; METAMATERIAL ANTENNAS; MOLECULES; NANOANTENNAS; OPTICAL MICROSCOPY; OPTICAL PROPERTIES; SOLAR ENERGY;

ENHANCED FLUORESCENCE; FLUORESCENCE EMISSION; FLUOROPHORE EMISSION; LIGHT-MATTER INTERACTIONS; PLASMONIC DEVICES; PLASMONIC NANOANTENNA; SINGLE MOLECULE FLUORESCENCE; SUPER-RESOLUTION MICROSCOPY;

PLASMONS;

EID: 84926663776     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00319     Document Type: Review

References (64)

1. Purcell, E. M. Phys. Rev. 1946, 69, 681
2. Kleppner, D. Phys. Rev. Lett. 1981, 47, 233 - 236
3. Lodahl, P.; Floris, v. D.; Nikolaev, I. S.; Irman, A.; Overgaag, K.; Vanmaekelbergh, D.; Vos, W. L. Nature 2004, 430, 654 - 657
4. Anger, P.; Bharadwaj, P.; Novotny, L. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 113002
5. Taminiau, T. H.; Stefani, F. D.; Segerink, F. B.; van Hulst, N. Nat. Photonics 2008, 2, 234 - 237
6. Chance, R. R.; Prock, A.; Silbey, R. J. Adv. Chem. Phys. 1978, 37, 1 - 65
7. Bian, R. X.; Dunn, R. C.; Xie, X. S.; Leung, P. T. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 4772 - 4775
8. Novotny, L. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3806 - 3808
9. Barnes, W. L.; Dereux, A.; Ebbesen, T. W. Nature 2003, 424, 824 - 830
10. Ozbay, E. Science 2006, 311, 189 - 193
11. Lal, S.; Link, S.; Halas, N. J. Nat. Photonics 2007, 1, 641 - 648
12. Willets, K. A.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267 - 297
13. Anker, J. N.; Hall, W. P.; Lyandres, O.; Shah, N. C.; Zhao, J.; Van Duyne, R. P. Nat. Mater. 2008, 7, 442 - 453
14. Atwater, H. A.; Polman, A. Nat. Mater. 2010, 9, 205 - 213
15. Schuller, J. A.; Barnard, E. S.; Cai, W.; Jun, Y. C.; White, J. S.; Brongersma, M. Nat. Mater. 2010, 9, 193 - 204
16. Lakowicz, J. R.; Fu, Y. Laser Photonics Rev. 2009, 3, 221 - 232
17. Nelayah, J.; Kociak, M.; Stephan, O.; Garcia de Abajo, F. J.; Tence, M.; Henrard, L.; Taverna, D.; Pastoriza-Santos, I.; Liz-Marzan, L. M.; Colliex, C. Nat. Phys. 2007, 3, 348 - 353
18. Vesseur, E. J. R.; de Waele, R.; Kuttge, M.; Polman, A. Nano Lett. 2007, 7, 2843 - 2846
19. Moerner, W. E. Nat. Methods 2006, 3, 781 - 782
20. Thompson, R. E.; Larson, D. R.; Webb, W. W. Biophys. J. 2002, 82, 2775 - 2783
21. Donehue, J. E.; Wertz, E.; Talicska, C. N.; Biteen, J. S. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 15027 - 15035
22. Xiao, L.; He, Y.; Yeung, E. S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5991 - 5997
23. Stranahan, S. M.; Willets, K. A. Nano Lett. 2011, 10, 3777 - 3784
24. Cang, H.; Labno, A.; Lu, C.; Yin, X.; Liu, M.; Gladden, C.; Liu, Y.; Zhang, X. Nature 2011, 469, 385 - 388
25. Lin, H.; Centeno, S. P.; Su, L.; Kenens, B.; Rocha, S.; Sliwa, M.; Hofkens, J.; Uji-i, H. ChemPhysChem 2012, 13, 973 - 981
26. Singh, A.; Calbris, G.; van Hulst, N. F. Nano Lett. 2014, 14, 4715 - 4723
27. Engelhardt, J.; Keller, J.; Hoyer, P.; Reuss, M.; Staudt, T.; Hell, S. W. Nano Lett. 2011, 11, 209 - 213
28. Sharonov, A.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 18911 - 18916
29. Wu, D.; Liu, Z.; Sun, C.; Zhang, X. Nano Lett. 2008, 8, 1159 - 1162
30. Kühn, S.; Håkanson, U.; Rogobete, L.; Sandoghdar, V. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 017402
31. Ming, T.; Chen, H. J.; Jiang, R. B.; Li, Q.; Wang, J. F. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 191 - 202
32. Abadeer, N. S.; Brennan, M. R.; Wilson, W. L.; Murphy, C. J. ACS Nano 2014, 8, 8392 - 8406
33. Ming, T.; Zhao, L.; Yang, Z.; Chen, H.; Sun, L.; Wang, J.; Yan, C. Nano Lett. 2009, 9, 3896 - 3903
34. Ming, T.; Zhao, L.; Chen, H.; Woo, K. C.; Wang, J.; Lin, H. Nano Lett. 2011, 11, 2296 - 2303
35. Bohren, C. F.; Huffman, D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles; Wiley: New York, 1983.
36. Biteen, J. S.; Pacifici, D.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Nano Lett. 2005, 5, 1768 - 1773
37. Kinkhabwala, A.; Yu, Z.; Fan, S.; Avlasevich, Y.; Mullen, K.; Moerner, W. E. Nat. Photonics 2009, 3, 654 - 657
38. Russell, K. J.; Liu, T. L.; Cui, S.; Hu, E. L. Nat. Photonics 2012, 6, 459 - 462
39. Rose, A.; Hoang, T. B.; McGuire, F.; Mock, J. J.; Ciracì, C.; Smith, D. R.; Mikkelsen, M. H. Nano Lett. 2014, 14, 4797 - 4802
40. Tam, F.; Goodrich, G. P.; Johnson, B. R.; Halas, N. J. Nano Lett. 2007, 7, 496 - 501
41. Chen, Y.; Munechika, K.; Ginger, D. Nano Lett. 2007, 7, 690 - 696
42. Ruppin, R. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1681 - 1683
43. Rogobete, L.; Kaminski, F.; Agio, M.; Sandoghdar, V. Opt. Lett. 2007, 32, 1623 - 1625
44. Bharadwaj, P.; Novotny, L. Opt. Express 2007, 15, 14266 - 14274
45. Chowdhury, M. H.; Pond, J.; Gray, S. K.; Lakowicz, J. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11236 - 11249
46. Mohammadi, A.; Sandoghdar, V.; Agio, M. New J. Phys. 2008, 10, 105015
47. Persson, B.; Ryberg, R. Phys. Rev. B 1985, 32, 3586 - 3596
48. Morawitz, H.; Koehler, T. R. Chem. Phys. Lett. 1980, 71, 64 - 67
49. Bonn, M.; Hess, C.; Funk, S.; Miners, J.; Persson, B.; Wolf, M.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 4653 - 4656
50. Soriaga, M. P.; Hubbard, A. T. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2735 - 2742
51. Tchebotareva, A. L.; de Dood, M. J. A.; Biteen, J. S.; Atwater, H. A.; Polman, A. J. Lumin. 2005, 114, 137 - 144
52. Drexhage, K. H.; Kuhn, H.; Schäfer, F. P. Ber. Bunsen-Ges. 1968, 72, 329
53. Drexhage, K. H. J. Lumin. 1970, 1 (2) 693 - 701
54. Yan, Z.; Bao, Y.; Manna, U.; Shah, R. A.; Scherer, N. F. Nano Lett. 2014, 14, 2436 - 2442
55. Bek, A.; Jansen, R.; Ringler, M.; Mayilo, S.; Klar, T. A.; Feldmann, J. Nano Lett. 2008, 8, 485 - 490
56. Bardhan, R.; Grady, N. K.; Cole, J. R.; Joshi, A.; Halas, N. J. ACS Nano 2009, 3, 744 - 752
57. Khatua, S.; Paulo, P. M. R.; Yuan, H.; Gupta, A.; Zijlstra, P.; Orrit, M. ACS Nano 2014, 8, 4440 - 4449
58. Wientjes, E.; Renger, J.; Curto, A. G.; Cogdell, R.; van Hulst, N. F. Nat. Commun. 2014, 5, 4236
59. Umezawa, K.; Matsui, A.; Nakamura, Y.; Citterio, D.; Suzuki, K. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 1096 - 1106
60. Moerner, W. E.; Fromm, D. P. Rev. Sci. Instrum. 2003, 74, 3597 - 3619
61. Widengre, J.; Schwille, P. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6416 - 6428
62. Müller, C. B.; Loman, A.; Pacheco, V.; Koberling, F.; Willbold, D.; Richtering, W.; Enderlein, J. Eur. Phys. Lett. 2008, 83, 46001
63. Johnson, P. B.; Christy, R. W. Phys. Rev. B 1972, 6, 4370 - 4379
64. Palik, E. D. Handbook of Optical Constants of Solids; Academic Press: Orlando, FL, 1998.