Tip-enhanced Raman scattering microscopy: Recent advance in tip production

Japanese Journal of Applied Physics

Volumn 55, Issue 8, 2016, Pages

  Fujita, Yasuhiko ^a   Walke, Peter ^a   Feyter, Steven De ^a   Uji I, Hiroshi ^b  

^a UNIVERSITY OF LEUVEN   (Belgium)

^b HOKKAIDO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

PRECIOUS METALS; RAMAN SCATTERING; SCANNING PROBE MICROSCOPY;

CHEMICAL SENSITIVITY; CONVENTIONAL METHODS; DESIGN AND IMPLEMENTATIONS; FABRICATION PROCESS; INCIDENT RADIATION; NEAR FIELDS; PROPAGATING SURFACE PLASMONS; TIP-ENHANCED RAMAN SCATTERINGS;

RAMAN SPECTROSCOPY;

EID: 84983738234     PISSN: 00214922     EISSN: 13474065     Source Type: Journal    
DOI: 10.7567/JJAP.55.08NA02     Document Type: Conference Paper

References (142)

1. R. M. Stöckle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
2. N. Hayazawa, Y. Inouye, Z. Sekkat, and S. Kawata, Opt. Commun. 183, 333 (2000).
3. M. S. Anderson, Appl. Phys. Lett. 76, 3130 (2000).
4. B. Pettinger, G. Picardi, R. Schuster, and G. Ertl, Electrochemistry 68, 942 (2000).
5. J. Wessel, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1538 (1985).
6. C. Blum, T. Schmid, L. Opilik, S. Weidmann, S. R. Fagerer, and R. Zenobi, J. Raman Spectrosc. 43, 1895 (2012).
7. B. Yeo, S. Ma, T. Schmid, W. Zhang, and R. Zenobi, J. Phys. Chem. C 112, 4867 (2008).
8. B. R. Wood, M. Asghari-Khiavi, E. Bailo, D. McNaughton, and V. Deckert, Nano Lett. 12, 1555 (2012).
9. K. F. Domke, D. Zhang, and B. Pettinger, J. Am. Chem. Soc. 129, 6708 (2007).
10. D. Zhang, K. F. Domke, and B. Pettinger, ChemPhysChem 11, 1662 (2010).
11. E. M. van Schrojenstein Lantman, T. Deckert-Gaudig, A. J. G. Mank, V. Deckert, and B. M. Weckhuysen, Nat. Nanotechnol. 7, 583 (2012).
12. C. R. McNeill, H. Frohne, J. L. Holdsworth, J. E. Furst, B. V. King, and P. C. Dastoor, Nano Lett. 4, 219 (2004).
13. N. Kumar, B. Stephanidis, R. Zenobi, A. J. Wain, and D. Roy, Nanoscale 7, 7133 (2015).
14. N. Anderson, A. Hartschuh, and L. Novotny, Nano Lett. 7, 577 (2007).
15. S. Berweger, C. C. Neacsu, Y. Mao, H. Zhou, S. S. Wong, and M. B. Raschke, Nat. Nanotechnol. 4, 496 (2009).
16. M. Alexe and D. Hesse, Nat. Commun. 2, 256 (2011).
17. Y. Ogawa, Y. Yuasa, F. Minami, and S. Oda, Appl. Phys. Lett. 99, 053112 (2011).
18. Y. Terada, S. Yoshida, O. Takeuchi, and H. Shigekawa, Nat. Photonics 4, 869 (2010).
19. A. Tarun, N. Hayazawa, and S. Kawata, Anal. Bioanal. Chem. 394, 1775 (2009).
20. T. Yano, T. Ichimura, S. Kuwahara, F. H'Dhili, K. Uetsuki, Y. Okuno, P. Verma, and S. Kawata, Nat. Commun. 4, 2592 (2013).
21. N. Anderson, A. Hartschuh, S. Cronin, and L. Novotny, J. Am. Chem. Soc. 127, 2533 (2005).
22. A. Hartschuh, E. J. Sánchez, X. S. Xie, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 90, 095503 (2003).
23. G. Picardi, M. Chaigneau, R. Ossikovski, C. Licitra, and G. Delapierre, J. Raman Spectrosc. 40, 1407 (2009).
24. Z. Liu, X. Wang, K. Dai, S. Jin, Z. Zeng, M. Zhuang, Z. Yang, D. Wu, B. Ren, and Z. Tian, J. Raman Spectrosc. 40, 1400 (2009).
25. Z. Liu, S. Ding, Z. Chen, X. Wang, J. Tian, J. R. Anema, X. Zhou, D. Wu, B. Mao, X. Xu, B. Ren, and Z. Tian, Nat. Commun. 2, 305 (2011).
26. B. Pettinger, B. Ren, G. Picardi, R. Schuster, and G. Ertl, Phys. Rev. Lett. 92, 096101 (2004).
27. B. Ren, G. Picardi, B. Pettinger, R. Schuster, and G. Ertl, Angew. Chem., Int. Ed. 44, 139 (2004).
28. K. F. Domke, D. Zhang, and B. Pettinger, J. Am. Chem. Soc. 128, 14721 (2006).
29. C. C. Neacsu, J. Dreyer, N. Behr, and M. B. Raschke, Phys. Rev. B 73, 193406 (2006).
30. J. Stadler, T. Schmid, and R. Zenobi, Nano Lett. 10, 4514 (2010).
31. Y. Fujita, N. N. Horimoto, S. Kajimoto, and H. Fukumura, Chem. Phys. Lett. 582, 110 (2013).
32. N. N. Horimoto, S. Tomizawa, Y. Fujita, S. Kajimoto, and H. Fukumura, Chem. Commun. 50, 9862 (2014).
33. M. D. Sonntag, J. M. Klingsporn, L. K. Garibay, J. M. Roberts, J. A. Dieringer, T. Seideman, K. A. Scheidt, L. Jensen, G. C. Schatz, and R. P. Van Duyne, J. Phys. Chem. C 116, 478 (2012).
34. J. Steidtner and B. Pettinger, Rev. Sci. Instrum. 78, 103104 (2007).
35. J. Steidtner and B. Pettinger, Phys. Rev. Lett. 100, 236101 (2008).
36. R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
37. E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313, 1642 (2006).
38. D. Wöll, E. Braeken, A. Deres, F. C. De Schryver, H. Uji-i, and J. Hofkens, Chem. Soc. Rev. 38, 313 (2009).
39. S. W. Hell, Science 316, 1153 (2007).
40. B. Bailey, D. L. Farkas, D. L. Taylor, and F. Lanni, Nature 366, 44 (1993).
41. J. A. Hutchison, H. Uji-i, A. Deres, T. Vosch, S. Rocha, S. Müller, A. A. Bastian, J. Enderlein, H. Nourouzi, C. Li, A. Herrmann, K. Müllen, F. De Schryver, and J. Hofkens, Nat. Nanotechnol. 9, 131 (2014).
42. N. Chiang, N. Jiang, D. V. Chulhai, E. A. Pozzi, M. C. Hersam, L. Jensen, T. Seideman, and R. P. Van Duyne, Nano Lett. 15, 4114 (2015).
43. T. Schmid, B. Yeo, G. Leong, J. Stadler, and R. Zenobi, J. Raman Spectrosc. 40, 1392 (2009).
44. B. Ren, G. Picardi, and B. Pettinger, Rev. Sci. Instrum. 75, 837 (2004).
45. L. Eligal, F. Culfaz, V. McCaughan, N. I. Cade, and D. Richards, Rev. Sci. Instrum. 80, 033701 (2009).
46. D. Roy, C. M. Williams, and K. Mingard, J. Vac. Sci. Technol. B 28, 631 (2010).
47. S. S. Kharintsev, A. I. Noskov, G. G. Hoffmann, and J. Loos, Nanotechnology 22, 025202 (2011).
48. S. S. Kharintsev, G. G. Hoffmann, A. I. Fishman, and M. K. Salakhov, J. Phys. D 46, 145501 (2013).
49. C. C. Neacsu, S. Berweger, and M. B. Raschke, NanoBiotechnology 3, 172 (2007).
50. M. Iwami, Y. Uehara, and S. Ushioda, Rev. Sci. Instrum. 69, 4010 (1998).
51. C. Williams and D. Roy, J. Vac. Sci. Technol. B 26, 1761 (2008).
52. M. Asghari-Khiavi, B. R. Wood, P. Hojati-Talemi, A. Downes, D. McNaughton, and A. Mechler, J. Raman Spectrosc. 43, 173 (2012).
53. A. Taguchi, N. Hayazawa, Y. Saito, H. Ishitobi, A. Tarun, and S. Kawata, Opt. Express 17, 6509 (2009).
54. C. Chen, N. Hayazawa, and S. Kawata, Nat. Commun. 5, 3312 (2014).
55. T. Yano, P. Verma, Y. Saito, T. Ichimura, and S. Kawata, Nat. Photonics 3, 473 (2009).
56. T. Mino, Y. Saito, and P. Verma, ACS Nano 8, 10187 (2014).
57. T. W. Johnson, Z. J. Lapin, R. Beams, N. C. Lindquist, S. G. Rodrigo, L. Novotny, and S. Oh, ACS Nano 6, 9168 (2012).
58. Y. Fujita, R. Chiba, G. Lu, N. N. Horimoto, S. Kajimoto, H. Fukumura, and H. Ujii, Chem. Commun. 50, 9839 (2014).
59. A. Giugni, B. Torre, A. Toma, M. Francardi, M. Malerba, A. Alabastri, R. P. Zaccaria, M. I. Stockman, and E. Di Fabrizio, Nat. Nanotechnol. 8, 845 (2013).
60. S. Berweger, J. M. Atkin, R. L. Olmon, and M. B. Raschke, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3427 (2010).
61. C. C. Neacsu, S. Berweger, R. L. Olmon, L. V. Saraf, C. Ropers, and M. B. Raschke, Nano Lett. 10, 592 (2010).
62. C. Ropers, C. C. Neacsu, T. Elsaesser, M. Albrecht, M. B. Raschke, and C. Lienau, Nano Lett. 7, 2784 (2007).
63. Y. Fujita, P. Walke, S. De Feyter, and H. Ujii, Jpn. J. Appl. Phys. 55, 08NB03 (2016).
64. I. Maouli, A. Taguchi, Y. Saito, S. Kawata, and P. Verma, Appl. Phys. Express 8, 032401 (2015).
65. M. R. Beversluis, A. Bouhelier, and L. Novotny, Phys. Rev. B 68, 115433 (2003).
66. Z. Yang, J. Aizpurua, and H. Xu, J. Raman Spectrosc. 40, 1343 (2009).
67. R. M. Roth, N. C. Panoiu, M. M. Adams, R. M. Osgood, C. C. Neacsu, and M. B. Raschke, Opt. Express 14, 2921 (2006).
68. N. Hayazawa, H. Ishitobi, A. Taguchi, A. Tarun, K. Ikeda, and S. Kawata, Jpn. J. Appl. Phys. 46, 7995 (2007).
69. N. Kazemi-Zanjani, S. Vedraine, and F. Lagugné-Labarthet, Opt. Express 21, 25271 (2013).
70. C. Du, C. Du, Y. You, Y. Zhu, S. Jin, C. He, and D. Shi, Appl. Opt. 50, 4922 (2011).
71. N. Behr and M. B. Raschke, J. Phys. Chem. C 112, 3766 (2008).
72. I. Notingher and A. Elfick, J. Phys. Chem. C 109, 15699 (2005).
73. P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
74. P. Nordlander and E. Prodan, Nano Lett. 4, 2209 (2004).
75. B. Pettinger, P. Schambach, C. J. Villagómez, and N. Scott, Annu. Rev. Phys. Chem. 63, 379 (2012).
76. J. T. Hugall and J. J. Baumberg, Nano Lett. 15, 2600 (2015).
77. V. Knittel, M. P. Fischer, T. de Roo, S. Mecking, A. Leitenstorfer, and D. Brida, ACS Nano 9, 894 (2015).
78. C. C. Neacsu, G. A. Steudle, and M. B. Raschke, Appl. Phys. B 80, 295 (2005).
79. N. Kumar, A. Rae, and D. Roy, Appl. Phys. Lett. 104, 123106 (2014).
80. N. Kumar, S. Mignuzzi, W. Su, and D. Roy, EPJ Tech. Instrum. 2, 9 (2015).
81. T. Huang, S. Huang, M. Li, Z. Zeng, X. Wang, and B. Ren, Anal. Bioanal. Chem. 407, 8177 (2015).
82. P. Nagpal, N. C. Lindquist, S. Oh, and D. J. Norris, Science 325, 594 (2009).
83. N. C. Lindquist, P. Nagpal, A. Lesuffleur, D. J. Norris, and S. Oh, Nano Lett. 10, 1369 (2010).
84. N. C. Lindquist, P. Nagpal, K. M. McPeak, D. J. Norris, and S. Oh, Rep. Prog. Phys. 75, 036501 (2012).
85. M. M. Yazdanpanah, S. A. Harfenist, A. Safir, and R. W. Cohn, J. Appl. Phys. 98, 073510 (2005).
86. N. R. Wilson and J. V. Macpherson, Nat. Nanotechnol. 4, 483 (2009).
87. X. Chen, A. Kis, A. Zettl, and C. R. Bertozzi, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 8218 (2007).
88. R. Singhal, Z. Orynbayeva, R. V. K. Sundaram, J. J. Niu, S. Bhattacharyya, E. A. Vitol, M. G. Schrlau, E. S. Papazoglou, G. Friedman, and Y. Gogotsi, Nat. Nanotechnol. 6, 57 (2011).
89. S. M. Yoo, M. Kang, T. Kang, D. M. Kim, S. Y. Lee, and B. Kim, Nano Lett. 13, 2431 (2013).
90. G. Lu, H. D. Keersmaecker, L. Su, B. Kenens, S. Rocha, E. Fron, C. Chen, P. V. Dorpe, H. Mizuno, J. Hofkens, J. A. Hutchison, and H. Uji-i, Adv. Mater. 26, 5124 (2014).
91. Web [http://nauganeedles.com/TERS.html].
92. L. M. Liz-Marzán, Langmuir 22, 32 (2006).
93. Y. Sun, Nanoscale 2, 1626 (2010).
94. I. U. Vakarelski and K. Higashitani, Langmuir 22, 2931 (2006).
95. Y. Gan, Rev. Sci. Instrum. 78, 081101 (2007).
96. T. Kalkbrenner, M. Ramstein, J. Mlynek, and V. Sandoghdar, J. Microsc. 202, 72 (2001).
97. M. T. Wenzel, T. Härtling, P. Olk, S. C. Kehr, S. Grafstræm, S. Winnerl, M. Helm, and L. M. Eng, Opt. Express 16, 12302 (2008).
98. P. Bharadwaj and L. Novotny, Opt. Express 15, 14266 (2007).
99. K. D. Alexander and Z. D. Schultz, Anal. Chem. 84, 7408 (2012).
100. P. Anger, P. Bharadwaj, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 96, 113002 (2006).
101. M. Borkovec, I. Szilagyi, I. Popa, M. Finessi, P. Sinha, P. Maroni, and G. Papastavrou, Adv. Colloid Interface Sci. 179-182, 85 (2012).
102. I. Larson, C. J. Drummond, D. Y. C. Chan, and F. Grieser, J. Phys. Chem. 99, 2114 (1995).
103. Y. You, N. A. Purnawirman, H. Hu, J. Kasim, H. Yang, C. Du, T. Yu, and Z. Shen, J. Raman Spectrosc. 41, 1156 (2010).
104. B. C. Gierhart, D. G. Howitt, S. J. Chen, R. L. Smith, and S. D. Collins, Langmuir 23, 12450 (2007).
105. F. De Angelis, G. Das, P. Candeloro, M. Patrini, M. Galli, A. Bek, M. Lazzarino, I. Maksymov, C. Liberale, L. C. Andreani, and E. Di Fabrizio, Nat. Nanotechnol. 5, 67 (2010).
106. A. Bek, F. De Angelis, G. Das, E. Di Fabrizio, and M. Lazzarino, Micron 42, 313 (2011).
107. D. J. Comstock, J. W. Elam, M. J. Pellin, and M. C. Hersam, Rev. Sci. Instrum. 83, 113704 (2012).
108. M. Fleischer, A. Weber-Bargioni, M. V. P. Altoe, A. M. Schwartzberg, P. J. Schuck, S. Cabrini, and D. P. Kern, ACS Nano 5, 2570 (2011).
109. S. H. Christiansen, M. Becker, S. Fahlbusch, J. Michler, V. Sivakov, G. Andrä, and R. Geiger, Nanotechnology 18, 035503 (2007).
110. J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
111. N. C. Lindquist, T. W. Johnson, P. Nagpal, D. J. Norris, and S. Oh, Sci. Rep. 3, 1857 (2013).
112. A. Weber-Bargioni, A. Schwartzberg, M. Cornaglia, A. Ismach, J. J. Urban, Y. Pang, R. Gordon, J. Bokor, M. B. Salmeron, D. F. Ogletree, P. Ashby, S. Cabrini, and P. J. Schuck, Nano Lett. 11, 1201 (2011).
113. W. Bao, M. Melli, N. Caselli, F. Riboli, D. S. Wiersma, M. Staffaroni, H. Choo, D. F. Ogletree, S. Aloni, J. Bokor, S. Cabrini, F. Intonti, M. B. Salmeron, E. Yablonovitch, P. J. Schuck, and A. Weber-Bargioni, Science 338, 1317 (2012).
114. Y. Zou, P. Steinvurzel, T. Yang, and K. B. Crozier, Appl. Phys. Lett. 94, 171107 (2009).
115. Y. Yang, Z. Li, M. Nogami, M. Tanemura, and Z. Huang, RSC Adv. 4, 4718 (2014).
116. C. Chen, J. A. Hutchison, P. V. Dorpe, R. Kox, I. De Vlaminck, H. Uji-i, J. Hofkens, L. Lagae, G. Maes, and G. Borghs, Small 5, 2876 (2009).
117. J. A. Hutchison, A. Liscio, T. Schwartz, A. Canaguier-Durand, C. Genet, V. Palermo, P. Samori, and T. W. Ebbesen, Adv. Mater. 25, 2481 (2013).
118. J. A. Hutchison, D. M. O'Carroll, T. Schwartz, C. Genet, and T. W. Ebbesen, Angew. Chem., Int. Ed. 50, 2085 (2011).
119. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
120. G. Lévêque and O. J. F. Martin, J. Appl. Phys. 100, 124301 (2006).
121. Y. C. Jun, K. C. Y. Huang, and M. L. Brongersma, Nat. Commun. 2, 283 (2011).
122. D. K. Gramotnev and S. I. Bozhevolnyi, Nat. Photonics 4, 83 (2010).
123. V. J. Sorger, R. F. Oulton, R.-M. Ma, and X. Zhang, MRS Bull. 37, 728 (2012).
124. J. Feng, V. S. Siu, A. Roelke, V. Mehta, S. Y. Rhieu, G. T. R. Palmore, and D. Pacifici, Nano Lett. 12, 602 (2012).
125. J. N. Anker, W. P. Hall, O. Lyandres, N. C. Shah, J. Zhao, and R. P. Van Duyne, Nat. Mater. 7, 442 (2008).
126. M. L. Juan, M. Righini, and R. Quidant, Nat. Photonics 5, 349 (2011).
127. B. J. Roxworthy and K. C. Toussaint Jr., Sci. Rep. 2, 660 (2012).
128. T. Shoji, J. Saitoh, N. Kitamura, F. Nagasawa, K. Murakoshi, H. Yamauchi, S. Ito, H. Miyasaka, H. Ishihara, and Y. Tsuboi, J. Am. Chem. Soc. 135, 6643 (2013).
129. L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
130. T. Shoji, M. Shibata, N. Kitamura, F. Nagasawa, M. Takase, K. Murakoshi, A. Nobuhiro, Y. Mizumoto, H. Ishihara, and Y. Tsuboi, J. Phys. Chem. C 117, 2500 (2013).
131. I. Park, S. Kim, J. Choi, D. Lee, Y. Kim, M. F. Kling, M. I. Stockman, and S. Kim, Nat. Photonics 5, 677 (2011).
132. S. Berweger, J. M. Atkin, X. G. Xu, R. L. Olmon, and M. B. Raschke, Nano Lett. 11, 4309 (2011).
133. S. Schmidt, B. Piglosiewicz, D. Sadiq, J. Shirdel, J. S. Lee, P. Vasa, N. Park, D. Kim, and C. Lienau, ACS Nano 6, 6040 (2012).
134. V. Kravtsov, J. M. Atkin, and M. B. Raschke, Opt. Lett. 38, 1322 (2013).
135. A. W. Sanders, D. A. Routenberg, B. J. Wiley, Y. Xia, E. R. Dufresne, and M. A. Reed, Nano Lett. 6, 1822 (2006).
136. C. Rewitz, T. Keitzl, P. Tuchscherer, J. Huang, P. Geisler, G. Razinskas, B. Hecht, and T. Brixner, Nano Lett. 12, 45 (2012).
137. H. Ditlbacher, A. Hohenau, D. Wagner, U. Kreibig, M. Rogers, F. Hofer, F. R. Aussenegg, and J. R. Krenn, Phys. Rev. Lett. 95, 257403 (2005).
138. A. R. Madaria, A. Kumar, F. N. Ishikawa, and C. Zhou, Nano Res. 3, 564 (2010).
139. Y. Jiang, J. Xi, Z. Wu, H. Dong, Z. Zhao, B. Jiao, and X. Hou, Langmuir 31, 4950 (2015).
140. J. A. Hutchison, S. P. Centeno, H. Odaka, H. Fukumura, J. Hofkens, and H. Uji-i, Nano Lett. 9, 995 (2009).
141. B. Kenens, M. Rybachuk, J. Hofkens, and H. Uji-i, J. Phys. Chem. C 117, 2547 (2013).
142. J. A. Hutchison and H. Uji-i, in Review in Plasmonics, ed. C. D. Geddes (Springer International Publishing, Cham, 2015) p. 417.