Abstract

The optical properties and plasmon resonance coupling of double coaxial gold nanotube arrays are investigated. The results show that the optical transmission is highly tunable by varying the thicknesses of the inner and outer nanotubes, the separation between the inner and outer nanotubes, and the dielectric parameters inside, between, and outside the two nanotubes. The shorter-wavelength transmission bands are very sensitive to the modification of the wall thickness of the outer nanotube, the separation, and the dielectric parameters between the double nanotubes. The dipole and multipolar plasmon modes are excited in our model. However, for small separation and refractive index, the dipole normal mode has a leading function in the transmission properties. Compared with the dipolar modes, the contribution of higher-order modes becomes larger as the parameters increase.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).
  2. Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).
  3. D. S. Citrin, Nano. Lett. 4, 1561 (2004).
  4. L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).
  5. F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).
  6. S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).
  7. A. O. Pinchuk and G. C. Schatz, Appl. Phys. B 93, 31 (2008).
  8. B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).
  9. X. Cui and D. Erni, J. Opt. Soc. Am. A 25, 1783 (2008).
  10. Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).
  11. H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).
  12. Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).
  13. E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).
  14. C. Radloff and N. J. Halas, Nano. Lett. 4, 1323 (2004).
  15. Y. Hu, R. C. Fleming, and R. A. Drezek, Opt. Express 16, 19579 (2008).
  16. A. K. Kodali, M. V. Schulmerich, R. Palekar, X. Llora, and R. Bhargava, Opt. Express 18, 23302 (2010).
  17. H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).
  18. D. Wu and X. Liu, Appl. Phy. Lett. 96, 151912 (2010).
  19. H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).
  20. Y. F. Chau, Y. J. Lin, and D. P. Tsai, Opt. Express 18, 3510 (2010).
  21. Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).
  22. Y. A. Akimov,W. S. Koh, and K. Ostrikov, Opt. Express 17, 10195 (2009).
  23. A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics : The Finite-Dif ference Time-Domain Method, 2nd edn. (Artech House, Boston, 2000).
  24. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants in Solids (Academic, Boston, 1982).

2011 (3)

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

2010 (6)

A. K. Kodali, M. V. Schulmerich, R. Palekar, X. Llora, and R. Bhargava, Opt. Express 18, 23302 (2010).

D. Wu and X. Liu, Appl. Phy. Lett. 96, 151912 (2010).

H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).

Y. F. Chau, Y. J. Lin, and D. P. Tsai, Opt. Express 18, 3510 (2010).

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

2009 (1)

2008 (5)

Y. Hu, R. C. Fleming, and R. A. Drezek, Opt. Express 16, 19579 (2008).

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

A. O. Pinchuk and G. C. Schatz, Appl. Phys. B 93, 31 (2008).

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

X. Cui and D. Erni, J. Opt. Soc. Am. A 25, 1783 (2008).

2005 (1)

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

2004 (3)

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

D. S. Citrin, Nano. Lett. 4, 1561 (2004).

C. Radloff and N. J. Halas, Nano. Lett. 4, 1323 (2004).

2002 (2)

S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).

E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).

2000 (1)

M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).

Aizpurua, J.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Akimov, Y. A.

Atwater, H. A.

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).

M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).

Bahari, A.

H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).

Bhargava, R.

Borghs, G.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Brandl, D. W.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Brongersma, M. L.

M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).

Chau, Y. F.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Y. F. Chau, Y. J. Lin, and D. P. Tsai, Opt. Express 18, 3510 (2010).

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

Citrin, D. S.

D. S. Citrin, Nano. Lett. 4, 1561 (2004).

Cui, X.

Daneshfar, N.

H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).

Drezek, R. A.

Durant, S.

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

Erni, D.

Fleming, R. C.

Fu, S.

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Halas, N. J.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

C. Radloff and N. J. Halas, Nano. Lett. 4, 1323 (2004).

Hartman, J. W.

M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).

Hu, Y.

Jiang, Z. H.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Khanadeyev, V. A.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Khlebtsov, B. N.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Khlebtsov, N. G.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Khosravi, H.

H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).

Kik, P. G.

S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).

Kodali, A. K.

Koh, W. S.

Kundu, J.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Le, F.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Lee, A.

E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).

Li, H.

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Li, H. Y.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Lin, G. M.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Lin, W. H.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Lin, Y. J.

Liu, C. Y.

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

Liu, X.

D. Wu and X. Liu, Appl. Phy. Lett. 96, 151912 (2010).

Liu, Z.

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

Llora, X.

Mackowski, D. W.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Maier, S. A.

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).

Nordlander, P.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).

Ostrikov, K.

Palekar, R.

Penninkhof, J. J.

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

Pinchuk, A. O.

A. O. Pinchuk and G. C. Schatz, Appl. Phys. B 93, 31 (2008).

Polman, A.

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

Prodan, E.

E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).

Radloff, C.

C. Radloff and N. J. Halas, Nano. Lett. 4, 1323 (2004).

Schatz, G. C.

A. O. Pinchuk and G. C. Schatz, Appl. Phys. B 93, 31 (2008).

Schulmerich, M. V.

Su, K.

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

Sweatlock, L. A.

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

Tsai, D. P.

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

Y. F. Chau, Y. J. Lin, and D. P. Tsai, Opt. Express 18, 3510 (2010).

Urzhumov, Y. A.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Wang, H.

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Wei, Q.

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

Wu, C.

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

Wu, D.

D. Wu and X. Liu, Appl. Phy. Lett. 96, 151912 (2010).

Wu, F. L.

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Wu, J.

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Xie, S.

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Xu, H.

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Ye, J.

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

Yeh, H. H.

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

Zhang, X.

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

Zhou, X.

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

ACS Nano. (1)

F. Le, D. W. Brandl, Y. A. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. J. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano. 2, 707 (2008).

Appl. Phy. Lett. (1)

D. Wu and X. Liu, Appl. Phy. Lett. 96, 151912 (2010).

Appl. Phys. B (1)

A. O. Pinchuk and G. C. Schatz, Appl. Phys. B 93, 31 (2008).

Appl. Phys. Lett. (1)

S. A. Maier, P. G. Kik, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 81, 1714 (2002).

Chem. Phys. Lett. (1)

E. Prodan, A. Lee, and P. Nordlander, Chem. Phys. Lett. 360, 325 (2002).

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Nano. Lett. (3)

Q. Wei, K. Su, S. Durant, and X. Zhang, Nano. Lett. 4, 1067 (2004).

D. S. Citrin, Nano. Lett. 4, 1561 (2004).

C. Radloff and N. J. Halas, Nano. Lett. 4, 1323 (2004).

Opt. Commun. (3)

Y. F. Chau, H. H. Yeh, C. Y. Liu, and D. P. Tsai, Opt. Commun. 283, 3189 (2010).

H. Li, S. Fu, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Opt. Commun. 283, 3985 (2010).

Z. Liu, H. Li, H. Xu, S. Xie, X. Zhou, and C. Wu, Opt. Commun. 284, 3331 (2011).

Opt. Express (4)

Phys. Plasmas (1)

H. Khosravi, N. Daneshfar, and A. Bahari, Phys. Plasmas 17, 053302 (2010).

Phys. Rev. B (3)

B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, J. Ye, D. W. Mackowski, G. Borghs, and N. G. Khlebtsov, Phys. Rev. B 77, 035440 (2008).

L. A. Sweatlock, S. A. Maier, H. A. Atwater, J. J. Penninkhof, and A. Polman, Phys. Rev. B 71, 235408 (2005).

M. L. Brongersma, J. W. Hartman, and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 62, R16356 (2000).

Progress In Electromagnetics Research B (1)

Y. F. Chau, Z. H. Jiang, H. Y. Li, G. M. Lin, F. L. Wu, and W. H. Lin, Progress In Electromagnetics Research B 28, 183 (2011).

Solid State Commun. (1)

H. Xu, H. Li, Z. Liu, S. Xie, X. Zhou, and J. Wu, Solid State Commun. 151, 759 (2011).

Other (2)

A. Taflove and S. C. Hagness, Computational Electrodynamics : The Finite-Dif ference Time-Domain Method, 2nd edn. (Artech House, Boston, 2000).

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants in Solids (Academic, Boston, 1982).

Cited By

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