Abstract

We propose a novel type of plasmonic lasing nanostructure consisting of a metallic shell and a gain core. We demonstrate numerically that highly localized void modes of such metallodielectric core–shell nanoparticles have a very high quality factor. We found that the dipole void mode has a lasing threshold as low as 128cm1 at 800 nm as a result of the unique mode distribution within the shell, due to a maximum field enhancement around the void center. The lasing condition for a symmetry-reduced silver nanocup is also investigated and the low plasmonic lasing threshold is sustained provided that the opening angle of the nanocup is smaller than 10°. Our proposal presents a new path toward plasmonic lasers with low gain threshold.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. T. Hill, J. Opt. Soc. Am. B 27, B36 (2010).
    [CrossRef]
  2. D. J. Bergman and M. I. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90, 027402 (2003).
    [CrossRef]
  3. M. I. Stockman, Nat. Photon. 2, 327 (2008).
    [CrossRef]
  4. N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
    [CrossRef]
  5. E. Plum, V. A. Fedotov, P. Kuo, D. P. Tsai, and N. I. Zheludev, Opt. Express 17, 8548 (2009).
    [CrossRef]
  6. Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
    [CrossRef]
  7. X. F. Li and S. F. Yu, Opt. Lett. 35, 2535 (2010).
    [CrossRef]
  8. M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. S. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
    [CrossRef]
  9. R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
    [CrossRef]
  10. M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
    [CrossRef]
  11. S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
    [CrossRef]
  12. R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
    [CrossRef]
  13. A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
    [CrossRef]
  14. M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
    [CrossRef]
  15. T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
    [CrossRef]
  16. J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
    [CrossRef]
  17. T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
    [CrossRef]
  18. C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
    [CrossRef]
  19. P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
    [CrossRef]
  20. M. W. Knight and N. J. Halas, New J. Phys. 10, 105006 (2008).
    [CrossRef]
  21. R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
    [CrossRef]
  22. Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
    [CrossRef]
  23. Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
    [CrossRef]

2011 (1)

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

2010 (5)

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

M. T. Hill, J. Opt. Soc. Am. B 27, B36 (2010).
[CrossRef]

X. F. Li and S. F. Yu, Opt. Lett. 35, 2535 (2010).
[CrossRef]

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

2009 (6)

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. S. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

E. Plum, V. A. Fedotov, P. Kuo, D. P. Tsai, and N. I. Zheludev, Opt. Express 17, 8548 (2009).
[CrossRef]

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

2008 (6)

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

M. I. Stockman, Nat. Photon. 2, 327 (2008).
[CrossRef]

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

M. W. Knight and N. J. Halas, New J. Phys. 10, 105006 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

D. J. Bergman and M. I. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90, 027402 (2003).
[CrossRef]

1972 (1)

P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
[CrossRef]

Abdelsalam, M.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Atwater, H. A.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

Bakker, R.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Bartal, G.

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Bartlett, P. N.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Baumberg, J. J.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Belgrave, A. M.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Bergman, D. J.

D. J. Bergman and M. I. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90, 027402 (2003).
[CrossRef]

Bondarenko, O.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Borisov, A. G.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

Cao, J. X.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Chen, Z.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

Christy, R. W.

P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
[CrossRef]

Cole, R. M.

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Dai, L.

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Dong, H.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

Dong, Z. G.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Fainman, Y.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

Fedotov, V. A.

E. Plum, V. A. Fedotov, P. Kuo, D. P. Tsai, and N. I. Zheludev, Opt. Express 17, 8548 (2009).
[CrossRef]

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

Feng, L.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

Garcia de Abajo, F. J.

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

García de Abajo, F. J.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
[CrossRef]

Geluk, E. J.

Gladden, C.

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Halas, N. J.

M. W. Knight and N. J. Halas, New J. Phys. 10, 105006 (2008).
[CrossRef]

Herz, E.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Hill, M. T.

Johnson, P. B.

P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
[CrossRef]

Kang, J. H.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Karouta, F.

Kim, J.

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

Kim, S. K.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Knight, M. W.

M. W. Knight and N. J. Halas, New J. Phys. 10, 105006 (2008).
[CrossRef]

Kuo, P.

Kwoon, S. H.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Lee, L. P.

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

Lee, Y. H.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Leong, E. S. P.

Li, T.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Li, X. F.

Lieber, C. M.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Liu, G. L.

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

Liu, H.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Lomakin, V.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

Lu, Y.

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

Ma, R. M.

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Mahajan, S.

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Marell, M.

Mejia, Y. X.

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

Ming, N. B.

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Mizrahi, A.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

Moroz, A.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

Narimanov, E. E.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Nezhad, M. P.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

A. Mizrahi, V. Lomakin, B. A. Slutsky, M. P. Nezhad, L. Feng, and Y. Fainman, Opt. Lett. 33, 1261 (2008).
[CrossRef]

Ning, C. Z.

Noginov, M. A.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Nötzel, R.

Oei, Y. S.

Oulton, R. F.

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Pan, J.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

Papasimakis, N.

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

Park, H. G.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Penninkhof, J. J.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

Plum, E.

Polman, A.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

Popov, V. V.

T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
[CrossRef]

Prosvirnin, S. L.

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

Regreny, P.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Seassal, C.

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Shalaev, V. M.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Sheng, P.

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Simic, A.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Slutsky, B.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Slutsky, B. A.

Smalbrugge, B.

Smit, M. K.

Sorger, V. J.

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Stockman, M. I.

M. I. Stockman, Nat. Photon. 2, 327 (2008).
[CrossRef]

D. J. Bergman and M. I. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90, 027402 (2003).
[CrossRef]

Stout, S.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Sugawara, Y.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

Sun, G.

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Sun, M.

Suteewong, T.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Sweatlock, L. A.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

Tang, C. J.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Teperik, T. V.

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
[CrossRef]

Tsai, D. P.

van Blaaderen, A.

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

van Veldhoven, P. J.

Wang, S. M.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Wang, Z. L.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Wiesner, U.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Yu, S. F.

Zentgraf, T.

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Zhan, P.

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

Zhang, W. Y.

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Zhang, X.

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Zheludev, N. I.

E. Plum, V. A. Fedotov, P. Kuo, D. P. Tsai, and N. I. Zheludev, Opt. Express 17, 8548 (2009).
[CrossRef]

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

Zhu, G.

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

Zhu, S. N.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

Zhu, Y.

Zhu, Z. H.

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

Z. Chen, H. Dong, J. Pan, P. Zhan, C. J. Tang, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 96, 051904 (2010).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

J. J. Penninkhof, L. A. Sweatlock, A. Moroz, H. A. Atwater, A. van Blaaderen, and A. Polman, J. Appl. Phys. 103, 123105 (2008).
[CrossRef]

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

Nano Lett. (3)

S. H. Kwoon, J. H. Kang, C. Seassal, S. K. Kim, P. Regreny, Y. H. Lee, C. M. Lieber, and H. G. Park, Nano Lett. 10, 3679 (2010).
[CrossRef]

Y. Lu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
[CrossRef]

R. M. Cole, J. J. Baumberg, F. J. Garcia de Abajo, S. Mahajan, M. Abdelsalam, and P. N. Bartlett, Nano Lett. 7, 2094 (2007).
[CrossRef]

Nat. Mater. (1)

R. M. Ma, R. F. Oulton, V. J. Sorger, G. Bartal, and X. Zhang, Nat. Mater. 10, 110 (2011).
[CrossRef]

Nat. Photon. (4)

T. V. Teperik, F. J. García de Abajo, A. G. Borisov, M. Abdelsalam, P. N. Bartlett, Y. Sugawara, and J. J. Baumberg, Nat. Photon. 2, 299 (2008).
[CrossRef]

M. I. Stockman, Nat. Photon. 2, 327 (2008).
[CrossRef]

N. I. Zheludev, S. L. Prosvirnin, N. Papasimakis, and V. A. Fedotov, Nat. Photon. 2, 351 (2008).
[CrossRef]

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photon. 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Nature (2)

R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R. M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, and X. Zhang, Nature 461, 629(2009).
[CrossRef]

M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
[CrossRef]

New J. Phys. (1)

M. W. Knight and N. J. Halas, New J. Phys. 10, 105006 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. B (4)

C. J. Tang, Z. L. Wang, W. Y. Zhang, S. N. Zhu, N. B. Ming, G. Sun, and P. Sheng, Phys. Rev. B 80, 165401 (2009).
[CrossRef]

P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
[CrossRef]

Z. G. Dong, H. Liu, T. Li, Z. H. Zhu, S. M. Wang, J. X. Cao, S. N. Zhu, and X. Zhang, Phys. Rev. B 80, 235116(2009).
[CrossRef]

T. V. Teperik, V. V. Popov, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. B 69, 155402 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

D. J. Bergman and M. I. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90, 027402 (2003).
[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.

(a) Absorption efficiency of the considered silver nanoshell, the insets give the schematic of a nanoshell and the electric field distributions of the two void modes. (b) Variation of absorption efficiency as functions of the gain coefficient α for the TM1V and TM2V void modes.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Calculated gain threshold and (b) resonant wavelength of the TM1V void mode as functions of the silver nanoshell thickness with three typical inner radii r=150, 200, and 250 nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Absorption efficiency of nanocups with different opening angle θ. (b) Calculated gain threshold as a function of the opening angle of the nanocup. The insets show the electric field distributions of two nanocups with different openings θ=10° and θ=40°.

Metrics