All-dielectric antenna wavelength router with bidirectional scattering of visible light

Nano Letters

Volumn 16, Issue 7, 2016, Pages 4396-4403

  Li, Jiaqi ^a,b   Verellen, Niels ^a,b   Vercruysse, Dries ^a   Bearda, Twan ^a   Lagae, Liesbet ^a,b   Van Dorpe, Pol ^a,b  

^a IMEC   (Belgium)

^b UNIVERSITY OF LEUVEN   (Belgium)

Author keywords

all dielectric; bidirectional scattering; nanophotonics; Optical antenna; visible light; wavelength router

Indexed keywords

AMORPHOUS SILICON; ELECTROMAGNETIC WAVES; LIGHT; METAMATERIAL ANTENNAS; MICROWAVE ANTENNAS; NANOANTENNAS; NANOPHOTONICS; OPTICAL COMMUNICATION; OPTICAL INSTRUMENTS; PLASMONICS; PLASMONS; ROUTERS;

BIDIRECTIONAL SCATTERINGS; DECOMPOSITION ANALYSIS; ELECTROMAGNETIC MODES; EXPERIMENTAL REALIZATIONS; LIGHT-MATTER INTERACTIONS; OPTICAL ANTENNAE; VISIBLE LIGHT; WAVELENGTH ROUTER;

ELECTRIC EXCITATION;

EID: 84978665443     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01519     Document Type: Article

References (48)

1. Sharma, A.; Singh, V.; Bougher, T. L.; Cola, B. A. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 1027-1032 10.1038/nnano.2015.220
2. Denkova, D.; Verellen, N.; Silhanek, A. V.; Valev, V. K.; Van Dorpe, P.; Moshchalkov, V. V. ACS Nano 2013, 7, 3168-3176 10.1021/nn305589t
3. Bohn, B. J.; Schnell, M.; Kats, M. A.; Aieta, F.; Hillenbrand, R.; Capasso, F. Nano Lett. 2015, 15, 3851-3858 10.1021/acs.nanolett.5b00692
4. Parzefall, M.; Bharadwaj, P.; Jain, a.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Novotny, L. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 1058-1063 10.1038/nnano.2015.203
5. Brolo, A. G. Nat. Photonics 2012, 6, 709-713 10.1038/nphoton.2012.266
6. Shegai, T.; Johansson, P.; Langhammer, C.; Käll, M. Nano Lett. 2012, 12, 2464-2469 10.1021/nl300558h
7. Wientjes, E.; Renger, J.; Curto, A. G.; Cogdell, R.; van Hulst, N. F. Nat. Commun. 2014, 5, 1-7 10.1038/ncomms5236
8. Hoang, T. B.; Akselrod, G. M.; Argyropoulos, C.; Huang, J.; Smith, D. R.; Mikkelsen, M. H. Nat. Commun. 2015, 6, 7788 10.1038/ncomms8788
9. Peyskens, F.; Dhakal, A.; Van Dorpe, P.; Le Thomas, N.; Baets, R. ACS Photonics 2016, 3, 102-108 10.1021/acsphotonics.5b00487
10. Bernal Arango, F.; Kwadrin, A.; Koenderink, A. F.; Arango, F. B.; Kwadrin, A.; Koenderink, A. F. ACS Nano 2012, 6, 10156-10167 10.1021/nn303907r
11. Curto, A. G.; Volpe, G.; Taminiau, T. H.; Kreuzer, M. P.; Quidant, R.; van Hulst, N. F. Science 2010, 329, 930-933 10.1126/science.1191922
12. Vercruysse, D.; Sonnefraud, Y.; Verellen, N.; Fuchs, F. B.; Di Martino, G.; Lagae, L.; Moshchalkov, V. V.; Maier, S. a.; Van Dorpe, P. Nano Lett. 2013, 13, 3843-3849 10.1021/nl401877w
13. Vercruysse, D.; Zheng, X.; Sonnefraud, Y.; Verellen, N.; Di Martino, G.; Lagae, L.; Vandenbosch, G. A. E.; Moshchalkov, V. V.; Maier, S. A.; Van Dorpe, P. ACS Nano 2014, 8, 8232-8241 10.1021/nn502616k
14. Hancu, I. M.; Curto, A. G.; Castro-López, M.; Kuttge, M.; Van Hulst, N. F. Nano Lett. 2014, 14, 166-171 10.1021/nl403681g
15. Guo, R.; Decker, M.; Setzpfandt, F.; Staude, I.; Neshev, D. N.; Kivshar, Y. S. Nano Lett. 2015, 15, 3324-3328 10.1021/acs.nanolett.5b00560
16. Arbabi, A.; Horie, Y.; Bagheri, M.; Faraon, A. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 937-943 10.1038/nnano.2015.186
17. Decker, M.; Staude, I.; Falkner, M.; Dominguez, J.; Neshev, D. N.; Brener, I.; Pertsch, T.; Kivshar, Y. S. Adv. Opt. Mater. 2015, 3, 813-820 10.1002/adom.201400584
18. Wu, C.; Arju, N.; Kelp, G.; Fan, J. a; Dominguez, J.; Gonzales, E.; Tutuc, E.; Brener, I.; Shvets, G. Nat. Commun. 2014, 5, 3892 10.1038/ncomms4892
19. Yang, Y.; Kravchenko, I. I.; Briggs, D. P.; Valentine, J. Nat. Commun. 2014, 5, 5753 10.1038/ncomms6753
20. Shcherbakov, M. R.; Vabishchevich, P. P.; Shorokhov, A. S.; Chong, K. E.; Choi, D.-Y.; Staude, I.; Miroshnichenko, A. E.; Neshev, D. N.; Fedyanin, A. a.; Kivshar, Y. S. Nano Lett. 2015, 15, 6985-6990 10.1021/acs.nanolett.5b02989
21. Shcherbakov, M. R.; Neshev, D. N.; Hopkins, B.; Shorokhov, A. S.; Staude, I.; Melik-Gaykazyan, E. V.; Decker, M.; Ezhov, A. A.; Miroshnichenko, A. E.; Brener, I.; Fedyanin, A. A.; Kivshar, Y. S. Nano Lett. 2014, 14, 6488-6492 10.1021/nl503029j
22. Lin, D.; Fan, P.; Hasman, E.; Brongersma, M. L. Science 2014, 345, 298-302 10.1126/science.1253213
23. Aieta, F.; Kats, M. A.; Genevet, P.; Capasso, F. Science 2015, 347, 1342-1345 10.1126/science.aaa2494
24. Jahani, S.; Jacob, Z. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 23-36 10.1038/nnano.2015.304
25. Bakker, R. M.; Permyakov, D.; Yu, Y. F.; Markovich, D.; Paniagua-Domínguez, R.; Gonzaga, L.; Samusev, A.; Kivshar, Y.; Luk'yanchuk, B.; Kuznetsov, A. I. Nano Lett. 2015, 15, 2137-2142 10.1021/acs.nanolett.5b00128
26. Evlyukhin, A. B.; Novikov, S. M.; Zywietz, U.; Eriksen, R. L.; Reinhardt, C.; Bozhevolnyi, S. I.; Chichkov, B. N. Nano Lett. 2012, 12, 3749-3755 10.1021/nl301594s
27. Kuznetsov, A. I.; Miroshnichenko, A. E.; Fu, Y. H.; Zhang, J.; Luk'yanchuk, B. Sci. Rep. 2012, 2, 1-6 10.1038/srep00492
28. Fu, Y. H.; Kuznetsov, A. I.; Miroshnichenko, A. E.; Yu, Y. F.; Luk'yanchuk, B. Nat. Commun. 2013, 4, 1527 10.1038/ncomms2538
29. Geffrin, J. M.; García-Cámara, B.; Gómez-Medina, R.; Albella, P.; Froufe-Pérez, L. S.; Eyraud, C.; Litman, a; Vaillon, R.; González, F.; Nieto-Vesperinas, M.; Sáenz, J. J.; Moreno, F. Nat. Commun. 2012, 3, 1171 10.1038/ncomms2167
30. Yan, J. H.; Liu, P.; Lin, Z. Y.; Wang, H.; Chen, H. J.; Wang, C. X.; Yang, G. W. Nat. Commun. 2015, 6, 7042 10.1038/ncomms8042
31. Yan, J.; Liu, P.; Lin, Z.; Wang, H.; Chen, H.; Wang, C.; Yang, G. ACS Nano 2015, 9, 2968-2980 10.1021/nn507148z
32. Moitra, P.; Yang, Y.; Anderson, Z.; Kravchenko, I. I.; Briggs, D. P.; Valentine, J. Nat. Photonics 2013, 7, 791-795 10.1038/nphoton.2013.214
33. Staude, I.; Miroshnichenko, A. E.; Decker, M.; Fofang, N. T.; Liu, S.; Gonzales, E.; Dominguez, J.; Luk, T. S.; Neshev, D. N.; Brener, I.; Kivshar, Y. ACS Nano 2013, 7, 7824-7832 10.1021/nn402736f
34. Person, S.; Jain, M.; Lapin, Z.; Sáenz, J. J.; Wicks, G.; Novotny, L. Nano Lett. 2013, 13, 1806-1809 10.1021/nl4005018
35. Guo, R.; Rusak, E.; Staude, I.; Dominguez, J.; Decker, M.; Rockstuhl, C.; Brener, I.; Neshev, D. N.; Kivshar, Y. S. ACS Photonics 2016, 3, 349-353 10.1021/acsphotonics.6b00012
36. Albella, P.; Shibanuma, T.; Maier, S. A. Sci. Rep. 2015, 5, 18322 10.1038/srep18322
37. Nishiwaki, S.; Nakamura, T.; Hiramoto, M.; Fujii, T.; Suzuki, M. Nat. Photonics 2013, 7, 248-254 10.1038/nphoton.2012.345
38. Evlyukhin, A. B.; Reinhardt, C.; Chichkov, B. N. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 84, 1-8 10.1103/PhysRevB.84.235429
39. Ee, H.-S.; Kang, J.-H.; Brongersma, M. L.; Seo, M.-K. Nano Lett. 2015, 15, 1759-1765 10.1021/nl504442v
40. van Dam, D.; Abujetas, D. R.; Paniagua-Domínguez, R.; Sánchez-Gil, J. a.; Bakkers, E. P. a. M.; Haverkort, J. E. M.; Gómez Rivas, J. Nano Lett. 2015, 15, 4557-4563 10.1021/acs.nanolett.5b01135
41. Shegai, T.; Chen, S.; Miljković, V. D.; Zengin, G.; Johansson, P.; Käll, M. Nat. Commun. 2011, 2, 481 10.1038/ncomms1490
42. Grahn, P.; Shevchenko, A.; Kaivola, M. New J. Phys. 2012, 14, 093033 10.1088/1367-2630/14/9/093033
43. Krasnok, A. E.; Simovski, C. R.; Belov, P. a; Kivshar, Y. S. Nanoscale 2014, 6, 7354-7361 10.1039/c4nr01231c
44. Caldarola, M.; Albella, P.; Cortés, E.; Rahmani, M.; Roschuk, T.; Grinblat, G.; Oulton, R. F.; Bragas, A. V.; Maier, S. a. Nat. Commun. 2015, 6, 7915 10.1038/ncomms8915
45. Staude, I.; Khardikov, V. V.; Fofang, N. T.; Liu, S.; Decker, M.; Neshev, D. N.; Luk, T. S.; Brener, I.; Kivshar, Y. S. ACS Photonics 2015, 2, 172-177 10.1021/ph500379p
46. Albella, P.; Alcaraz de la Osa, R.; Moreno, F.; Maier, S. a. ACS Photonics 2014, 1, 524-529 10.1021/ph500060s
47. Albella, P.; Poyli, M. A.; Schmidt, M. K.; Maier, S. a.; Moreno, F.; Sáenz, J. J.; Aizpurua, J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 13573-13584 10.1021/jp4027018
48. Johnson, P. B.; Christy, R. W. Phys. Rev. B 1972, 6, 4370-4379 10.1103/PhysRevB.6.4370