Abstract

We experimentally verify that surface plasmon (SP) enhances the photoluminescence (PL) of visible light from Tb<sup>3+</sup>-doped 60SiO<sub>2</sub>-20Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-20CaF<sub>2</sub>:0.3Tb<sup>3+</sup>, 20Yb<sup>3+</sup> glass ceramics by using electron beam lithography to fabricate silver nanoparticles on the surface of the glass ceramics. Numerical calculation for the SP enhancement spectroscopy is achieved by using the finite-difference time-domain algorithm. A PL enhancement of Tb<sup>3+</sup> by as much as 1.6 times is observed. The PL enhancement is mainly due to the coupling of excitation from <sup>7</sup>F<sub>6</sub> to <sup>5</sup>D<sub>4</sub> transition dipole of Tb<sup>3+</sup> ion with SP mode induced from the silver nanoparticles.

© 2012 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, Toronto, 1988).
  2. P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).
  3. J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).
  4. T. D. Neal, K. Okamoto, and A. Scherer, Opt. Express 13, 5522 (2005).
  5. H. Mertens and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 89, 211107 (2006).
  6. P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).
  7. T. Som and B. Karmakar, J. Appl. Phys. 105, 013102 (2009).
  8. L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).
  9. V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).
  10. K. Ueno, S. Juodkazis, V. Mizeikis, K. Sasaki, and H. Misawa, Opt. Lett. 30, 2158 (2005).
  11. S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).
  12. U. Kreibig and M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters (Springer, Berlin, 1995) Chap. 2.
  13. L. Wang, W. Xiong, Y. Nishijima, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, J. Qiu, and G. Bi, Appl. Opt. 50, 5600 (2011).

2011 (1)

2009 (1)

T. Som and B. Karmakar, J. Appl. Phys. 105, 013102 (2009).

2008 (4)

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

2007 (1)

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

2006 (2)

H. Mertens and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 89, 211107 (2006).

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

2005 (2)

Almeida, R. de

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

Araujo, C. B. de

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Bi, G.

Calabi, F.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Chen, J.

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

Chen, P.

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

Cheng, P.

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

Chowdhury, M. H.

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

Cingolani, R.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Fu, Y.

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

Juodkazis, S.

Karmakar, B.

T. Som and B. Karmakar, J. Appl. Phys. 105, 013102 (2009).

Kassab, L. R. P.

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Kobayashi, R. A.

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Lakowicz, J. R.

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

Li, D.

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

Luo, J.

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

Manna, L.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Martiradonna, L.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Menezes, L. de S.

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Mertens, H.

H. Mertens and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 89, 211107 (2006).

Misawa, H.

Mizeikis, V.

Neal, T. D.

Nishijima, Y.

Okamoto, K.

Polman, A.

H. Mertens and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 89, 211107 (2006).

Pompa, P. P.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Qiu, J.

L. Wang, W. Xiong, Y. Nishijima, Y. Yokota, K. Ueno, H. Misawa, J. Qiu, and G. Bi, Appl. Opt. 50, 5600 (2011).

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

Rai, V. K.

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Rinaldi, R.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Sala, F. D.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Sasaki, K.

Scherer, A.

Silva, D. M. da

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Som, T.

T. Som and B. Karmakar, J. Appl. Phys. 105, 013102 (2009).

Torre, A. D.

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Ueno, K.

Vittorio, M. De

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Wang, L.

Xiong, W.

Yang, D.

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

Ye, S.

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

Yokota, Y.

Yuan, Z.

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

Zhang, J.

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

Zhu, B.

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (3)

S. Ye, B. Zhu, J. Chen, J. Luo, and J. Qiu, Appl. Phys. Lett. 92, 141112 (2008).

H. Mertens and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 89, 211107 (2006).

P. Cheng, D. Li, Z. Yuan, P. Chen, and D. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 041119 (2008).

J. Appl. Phys. (3)

T. Som and B. Karmakar, J. Appl. Phys. 105, 013102 (2009).

L. R. P. Kassab, R. de Almeida, D. M. da Silva, and C. B. de Araujo, J. Appl. Phys. 104, 093531 (2008).

V. K. Rai, L. de S. Menezes, C. B. de Araujo, L. R. P. Kassab, D. M. da Silva, and R. A. Kobayashi, J. Appl. Phys. 103, 093526 (2008).

Nano Lett. (1)

J. Zhang, Y. Fu, M. H. Chowdhury, and J. R. Lakowicz, Nano Lett. 7, 2101 (2007).

Nat. Nanotechnol. (1)

P. P. Pompa, L. Martiradonna, A. D. Torre, F. D. Sala, L. Manna, M. De Vittorio, F. Calabi, R. Cingolani, and R. Rinaldi, Nat. Nanotechnol. 1, 126 (2006).

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (1)

Other (2)

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, Toronto, 1988).

U. Kreibig and M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters (Springer, Berlin, 1995) Chap. 2.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.