Abstract

We consider propagation of surface plasmon polaritons in linear chains of equidistant metallic nanospheroids. We show that, for suitably chosen parameters, the propagation is free of spatial decay in spite of the full account of absorptive losses in the metal.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
    [CrossRef]
  2. K. B. Crozier, E. Togan, E. Simsek, and T. Yang, Opt. Express 15, 17482 (2007).
    [CrossRef]
  3. A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
    [CrossRef]
  4. I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
    [CrossRef]
  5. V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
    [CrossRef]
  6. A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
    [CrossRef]
  7. V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
    [CrossRef]
  8. A. F. Koenderink, Nano Lett. 9, 4228 (2009).
    [CrossRef]
  9. A. A. Govyadinov and V. A. Markel, Phys. Rev. B 78, 035403 (2008).
    [CrossRef]
  10. W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
    [CrossRef]
  11. V. A. Markel and A. K. Sarychev, Phys. Rev. B 75, 085426 (2007).
    [CrossRef]
  12. B. T. Draine, Astrophys. J. 333, 848 (1988).
    [CrossRef]

2013 (1)

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

2011 (1)

I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

A. F. Koenderink, Nano Lett. 9, 4228 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

A. A. Govyadinov and V. A. Markel, Phys. Rev. B 78, 035403 (2008).
[CrossRef]

V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

2003 (1)

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

1988 (1)

B. T. Draine, Astrophys. J. 333, 848 (1988).
[CrossRef]

Albrektsen, O.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

Ansell, D.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Atwater, H. A.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Bozhevolnyi, S. I.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
[CrossRef]

Britnell, L.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Chepok, A.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Chichkov, B. N.

Crozier, K. B.

Donderowicz, W.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Draine, B. T.

B. T. Draine, Astrophys. J. 333, 848 (1988).
[CrossRef]

Evlyukhin, A. B.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. L. Stepanov, R. Kiyan, C. Reinhardt, S. Passinger, and B. N. Chichkov, Opt. Express 15, 16667 (2007).
[CrossRef]

Geim, A. K.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Gorbachev, R. V.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Govyadinov, A. A.

A. A. Govyadinov and V. A. Markel, Phys. Rev. B 78, 035403 (2008).
[CrossRef]

Grigorenko, A. N.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
[CrossRef]

Harel, E.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Hu, D. Z.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Jacak, J.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Jacak, L.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Jacak, W.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Jalil, R.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Kabashin, A. V.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Kik, P. G.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Kiyan, R.

Koel, B. E.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Koenderink, A. F.

A. F. Koenderink, Nano Lett. 9, 4228 (2009).
[CrossRef]

Krasnyj, J.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Kravets, V. G.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
[CrossRef]

Maier, S. A.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Markel, V. A.

A. A. Govyadinov and V. A. Markel, Phys. Rev. B 78, 035403 (2008).
[CrossRef]

V. A. Markel and A. K. Sarychev, Phys. Rev. B 75, 085426 (2007).
[CrossRef]

Meltzer, S.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Nielsen, M. G.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

Novoselov, K. S.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Passinger, S.

Pors, A.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

Premaratne, M.

I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
[CrossRef]

Radko, I. P.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

Reinhardt, C.

Requicha, A. G.

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Rukhlenko, I. D.

I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
[CrossRef]

Sarychev, A. K.

V. A. Markel and A. K. Sarychev, Phys. Rev. B 75, 085426 (2007).
[CrossRef]

Schaadt, D. M.

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Schedin, F.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
[CrossRef]

Simsek, E.

Stepanov, A. L.

Thackray, B.

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

Togan, E.

Udagedara, I. B.

I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
[CrossRef]

Willatzen, M.

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

Yang, T.

Astrophys. J. (1)

B. T. Draine, Astrophys. J. 333, 848 (1988).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

W. Jacak, J. Krasnyj, J. Jacak, A. Chepok, L. Jacak, W. Donderowicz, D. Z. Hu, and D. M. Schaadt, J. Appl. Phys. 108, 084304 (2010).
[CrossRef]

Nano Lett. (2)

A. B. Evlyukhin, S. I. Bozhevolnyi, A. Pors, M. G. Nielsen, I. P. Radko, M. Willatzen, and O. Albrektsen, Nano Lett. 10, 4571 (2010).
[CrossRef]

A. F. Koenderink, Nano Lett. 9, 4228 (2009).
[CrossRef]

Nat. Mater. (2)

V. G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R. V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. V. Kabashin, and A. N. Grigorenko, Nat. Mater. 12, 304 (2013).
[CrossRef]

S. A. Maier, P. G. Kik, H. A. Atwater, S. Meltzer, E. Harel, B. E. Koel, and A. G. Requicha, Nat. Mater. 2, 229 (2003).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Phys. Rev. B (3)

I. B. Udagedara, I. D. Rukhlenko, and M. Premaratne, Phys. Rev. B 83, 115451 (2011).
[CrossRef]

A. A. Govyadinov and V. A. Markel, Phys. Rev. B 78, 035403 (2008).
[CrossRef]

V. A. Markel and A. K. Sarychev, Phys. Rev. B 75, 085426 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

V. G. Kravets, F. Schedin, and A. N. Grigorenko, Phys. Rev. Lett. 101, 087403 (2008).
[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.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Transmission spectra for transversely polarized SPPs in chains built from prolate spheroids (a) and oblate spheroids (b) for different aspect ratios b/a.

Fig. 2.
Fig. 2.

Normalized Green’s function Fn for linear chains of spheroids with aspect ratio b/a=0.2 at the frequency ω/ωp=0.15 and for a chain of spheres at ω/ωp=0.38.

Fig. 3.
Fig. 3.

Quality factor η=Qs/Qe for chains of spheres and spheroids with the aspect ratio b/a=0.2.

Equations (6)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

αLL=(apb3p/3)[ν+1/(ϵ1)]1.
Qe=4kNR2ImndnEn*|A|2=4kNR2Imd1A*|A|2,
Qs=8k43NR2n|dn|2|A|2.
Dn0=π/hπ/hexp(iqhn)1/αS(ω,q)hdq2π.
=1δ|ReS(ω,q)q|q=q1,δ=Im1αLL.
h3δ=3(h/b)3(b/a)pγωωp2Ω4+(ϵ01)2(γω)2,

Metrics