Abstract

Optical nanoantennas are capable of enhancing the near-field intensity and confining optical energy within a small spot size. We report a novel metal–dielectric–metal coupled-nanorods antenna integrated on the facet of a quantum-cascade laser. Finite-difference time-domain simulations showed that, for dielectric thicknesses in the range from 10 to 30nm, peak optical intensity at the top of the antenna gap is 4000 times greater than the incident field intensity. This is 4 times higher enhancement compared to a coupled metal antenna. The antenna is fabricated using focused ion-beam milling and measured using modified scanning probe microscopy. Such a device has potential applications in building mid-IR biosensors.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, 1998).
  2. T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
    [CrossRef]
  3. Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. S. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
    [CrossRef]
  7. N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
    [CrossRef]
  10. E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
    [CrossRef]
  11. E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
    [CrossRef]
  12. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Vol. 1 (Academic1985).
  13. N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
    [CrossRef]
  14. J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
    [CrossRef]
  15. L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
    [CrossRef]
  16. B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
    [CrossRef]
  17. M. Knoll and F. Keilmann, Opt. Commun. 182, 321 (2000).
    [CrossRef]
  18. R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. R. L. Olmon, P. M. Krentz, A. C. Jones, G. D. Boreman, and M. B. Raschke, Opt. Express 16, 20295 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  20. L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
    [CrossRef]
  21. M. F. Garcia-Parajo, Nat. Photonics 2, 201 (2008).
    [CrossRef]

2010 (1)

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

2008 (5)

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

M. F. Garcia-Parajo, Nat. Photonics 2, 201 (2008).
[CrossRef]

R. L. Olmon, P. M. Krentz, A. C. Jones, G. D. Boreman, and M. B. Raschke, Opt. Express 16, 20295 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

2007 (2)

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

2005 (3)

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2001 (1)

R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000 (1)

M. Knoll and F. Keilmann, Opt. Commun. 182, 321 (2000).
[CrossRef]

1998 (1)

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

1997 (2)

S. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

1994 (1)

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Aizpura, J.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Bai, Y.

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

Belkin, M. A.

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

Bielefeldt, H.

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

Boreman, G. D.

Bour, D.

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Bourm, D.

Bryant, G. W.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Capasso, F.

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Cho, A. Y.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Corzine, S.

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Crozier, K. B.

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

Cubukcu, E.

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

Darvish, S. R.

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

De Abajo, F. J. G.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Diehl, L.

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Ebbesen, T. W.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Edamura, T.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Eisler, H.-J.

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Emory, S. R.

S. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Faist, J.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Fan, J.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Farahani, J. N.

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Garcia-Parajo, M. F.

M. F. Garcia-Parajo, Nat. Photonics 2, 201 (2008).
[CrossRef]

Ghaemi, H. F.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Gong, Q.

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

Hecht, B.

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

Hillenbrand, R.

R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hofler, G.

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Hutchinson, A. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Inouye, Y.

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

Jones, A. C.

Kan, H.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Keilmann, F.

R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

M. Knoll and F. Keilmann, Opt. Commun. 182, 321 (2000).
[CrossRef]

Kelley, B. K.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Knoll, B.

R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Knoll, M.

M. Knoll and F. Keilmann, Opt. Commun. 182, 321 (2000).
[CrossRef]

Kort, E. A.

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

Krentz, P. M.

Kuboya, S.

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Liu, Z.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Loncar, M.

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Mallouk, T.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Nie, S.

S. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Novotny, L.

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

Olmon, R. L.

Palik, D.

D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Vol. 1 (Academic1985).

Pflugl, C.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Pikus, Y.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Pohl, D. W.

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

Raether, H.

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, 1998).

Raschke, M. B.

Razeghi, M.

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

Ritcher, L. J.

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Sirtori, C.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Sivco, D. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Slivken, S.

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

Smythe, E. J.

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

Srituravanich, W.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Steele, J. M.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Sun, C.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Thio, T.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Troccoli, M.

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Wang, L.

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

Wang, Q. J.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Wolff, P. A.

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Wu, X.

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

Yamanishi, M.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Yang, J.

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

Yu, N.

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, J.

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

Zhang, X.

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Zhu, J.

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, D. Bourm, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, K. B. Crozier, and F. Capasso, Opt. Express 15, 13272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

E. Cubukcu, E. A. Kort, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 093120 (2006).
[CrossRef]

N. Yu, E. Cubukcu, L. Diehl, M. A. Belkin, K. B. Crozier, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 91, 173113 (2007).
[CrossRef]

L. Diehl, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, G. Hofler, M. Loncar, M. Troccoli, and F. Capasso, Appl. Phys. Lett. 89, 081101(2006).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

E. Cubukcu, N. Yu, E. J. Smythe, L. Diehl, K. B. Crozier, and F. Capasso, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 1448 (2008).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

B. Hecht, H. Bielefeldt, Y. Inouye, D. W. Pohl, and L. Novotny, J. Appl. Phys. 81, 2492 (1997).
[CrossRef]

J. Microsc. (1)

R. Hillenbrand, B. Knoll, and F. Keilmann, J. Microsc. 202, 77 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Nano Lett. (1)

Z. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and X. Zhang, Nano Lett. 5, 1726 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Nat. Photon. (2)

N. Yu, J. Fan, Q. J. Wang, C. Pflugl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Nat. Photon. 2, 564 (2008).
[CrossRef]

Y. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photon. 4, 99 (2010).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

M. F. Garcia-Parajo, Nat. Photonics 2, 201 (2008).
[CrossRef]

Nature (1)

T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. F. Ghaemi, T. Thio, and P. A. Wolff, Nature 391, 667 (1998).
[CrossRef]

Opt. Commun. (2)

L. Wang, J. Zhang, X. Wu, J. Yang, and Q. Gong, Opt. Commun. 281, 5444 (2008).
[CrossRef]

M. Knoll and F. Keilmann, Opt. Commun. 182, 321 (2000).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Phys. Rev. B (1)

J. Aizpura, G. W. Bryant, L. J. Ritcher, F. J. G. De Abajo, B. K. Kelley, and T. Mallouk, Phys. Rev. B 71, 235420 (2005).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

J. N. Farahani, D. W. Pohl, H.-J. Eisler, and B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 017402 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Science (2)

S. Nie and S. R. Emory, Science 275, 1102 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Other (2)

D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Vol. 1 (Academic1985).

H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer-Verlag, 1998).

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Plot shows the peak intensity enhancement versus antenna length. The silicon dioxide thickness for the MDM structure has been varied at 0, 10, 20, 30, 50, and 100 nm while keeping the total thickness of the structure constant at 170 nm . (b) Side view of the simulated intensity profile for the MDM antenna ( Au / Si O 2 / Au , 70 / 30 / 70 nm ) at resonance antenna length of 2 μm .

Fig. 2
Fig. 2

(a) Electric field distribution along the x z plane for the MDM antenna at y = 0 . (b) Current–voltage characteristics of QCL integrated with a coupled nanorods antenna. Top left inset, emission spectrum at 300 K for a QCL with an integrated antenna. Bottom right inset, SEM image of the Au / Si O 2 / Au ( 70 / 30 / 70 nm ) coupled-nanorods antenna integrated on the facet of a QCL. A magnified SEM image is shown on the right-hand side.

Fig. 3
Fig. 3

Schematic diagram showing the NSOM setup for simultaneous measurement of the topography and near-field intensity of the MDM antenna integrated with a QCL.

Fig. 4
Fig. 4

(a), (b) Top views of simulated E z field along the antenna axis, 50 nm above the top metal surface, for resonant antenna (length of antenna = 2 μm ) and nonresonant antenna (length of antenna a = 1.5 μm ). (c), (d) Topography and NSOM image of the Au / Si O 2 / Au ( 70 / 30 / 70 nm ) resonant coupled nanorods integrated on the facet of a QCL. (e), (f) Topography and NSOM image of the Au / Si O 2 / Au ( 70 / 30 / 70 nm ) off-resonant coupled nanorods integrated on the facet of the QCL. Here x and y represent the length and the width of the antenna, respectively.

Metrics