Abstract

By exploiting the concept of internal surface plasmon polariton (I-SPP) resonances, which appear at nonsingle metallic film stacks, we have designed a metamaterial showing a negative effective index within a large frequency bandwidth. The designed structure consists of an arrangement of several fishnet layers. By properly adjusting the lattice and the thickness of the dielectric slab of the fishnet, an I-SPP mode can be excited at a certain frequency, giving rise to a negative permeability. Thus, when combining several fishnet layers, each one configured to excite an I-SPP at a slightly different frequency, the coupling among the fishnet layers will cause a plasmon hybridization effect that enables us to extend the negative-index bandwidth.

© 2010 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).
    [CrossRef]
  2. D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
    [CrossRef]
  3. S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
    [CrossRef]
  4. R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
    [CrossRef]
  5. C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
    [CrossRef]
  6. J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
    [CrossRef]
  7. E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
    [CrossRef]
  8. P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
    [CrossRef]
  9. H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
    [CrossRef]
  10. T. Li, H. Liu, F. M. Wang, Z. G. Dong, S. N. Zhu, and X. Zhang, Opt. Express 14, 11155 (2006).
    [CrossRef]
  11. N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
    [CrossRef]
  12. N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
    [CrossRef]
  13. J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
    [CrossRef]
  14. X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
    [CrossRef]
  15. R. A. Depine and A. Lakhtakia, Microw. Opt. Technol. Lett. 41, 315 (2004).
    [CrossRef]

2009 (2)

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, F. M. Wang, Z. G. Dong, S. N. Zhu, and X. Zhang, Opt. Express 14, 11155 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

2004 (4)

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

R. A. Depine and A. Lakhtakia, Microw. Opt. Technol. Lett. 41, 315 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

2000 (1)

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

1968 (1)

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).
[CrossRef]

Bartal, G.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Brandi, D. W.

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

Brueck, S. R. J.

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Chen, X.

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Depine, R. A.

R. A. Depine and A. Lakhtakia, Microw. Opt. Technol. Lett. 41, 315 (2004).
[CrossRef]

Dong, Z. G.

Fan, W.

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Fu, L.

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

García-Meca, C.

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
[CrossRef]

García-Vidal, F. J.

J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

Genov, D. A.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Giessen, H.

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

Go, H.

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

Grzegorczyk, T. M.

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Halas, N. J.

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

Kaiser, S.

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

Kong, J. A.

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Lakhtakia, A.

R. A. Depine and A. Lakhtakia, Microw. Opt. Technol. Lett. 41, 315 (2004).
[CrossRef]

Le, F.

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

Li, K.

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

Li, T.

Liu, H.

Liu, N.

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

Malloy, K. J.

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Martí, J.

C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
[CrossRef]

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

Martínez, A.

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
[CrossRef]

Martín-Moreno, L.

J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

Nemat-Nasser, S. C.

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

Nordlander, P.

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

Ortuño, R.

C. García-Meca, R. Ortuño, F. J. Rodriguez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Opt. Express 17, 6026 (2009).
[CrossRef]

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

Osgood, R. M.

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Oubre, C.

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

Pacheco, J.

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Padilla, W. J.

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

Panoiu, N. C.

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Pendry, J. B.

J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

Prodan, E.

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

Radloff, C.

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

Rodriguez-Fortuño, F. J.

Rodríquez-Fortuño, F. J.

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

Schultz, S.

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

Schweizer, H.

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

Smith, D. R.

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

Stockman, M. I.

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

Urin-Avila, E.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Valentine, J.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Veselago, V. G.

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).
[CrossRef]

Vier, D. C.

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

Wang, F. M.

Wang, H.

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

Wu, B. I.

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Zentgraf, T.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Zhang, S.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Zhang, X.

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

T. Li, H. Liu, F. M. Wang, Z. G. Dong, S. N. Zhu, and X. Zhang, Opt. Express 14, 11155 (2006).
[CrossRef]

Zhu, S. N.

Adv. Mater. (2)

N. Liu, H. Go, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 19, 3628 (2007).
[CrossRef]

N. Liu, L. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, and H. Giessen, Adv. Mater. 20, 3589 (2008).
[CrossRef]

Microw. Opt. Technol. Lett. (1)

R. A. Depine and A. Lakhtakia, Microw. Opt. Technol. Lett. 41, 315 (2004).
[CrossRef]

Nano Lett. (2)

P. Nordlander, C. Oubre, E. Prodan, K. Li, and M. I. Stockman, Nano Lett. 4, 899 (2004).
[CrossRef]

H. Wang, D. W. Brandi, F. Le, P. Nordlander, and N. J. Halas, Nano Lett. 6, 827 (2006).
[CrossRef]

Nature (1)

J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Urin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 455, 376 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Phys. Rev. B (1)

R. Ortuño, C. García-Meca, F. J. Rodríquez-Fortuño, J. Martí, and A. Martínez, Phys. Rev. B 79, 075425 (2009).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (1)

X. Chen, T. M. Grzegorczyk, B. I. Wu, J. Pacheco, and J. A. Kong, Phys. Rev. E 70, 016608 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, Phys. Rev. Lett. 84, 4184 (2000).
[CrossRef]

S. Zhang, W. Fan, N. C. Panoiu, K. J. Malloy, R. M. Osgood, and S. R. J. Brueck, Phys. Rev. Lett. 95, 137404 (2005).
[CrossRef]

Science (2)

J. B. Pendry, L. Martín-Moreno, and F. J. García-Vidal, Science 305, 847 (2004).
[CrossRef]

E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, Science 302, 419 (2003).
[CrossRef]

Sov. Phys. Usp. (1)

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).
[CrossRef]

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.


Metrics