Abstract

Using the electrostatic approximation, we analyze electromagnetic fields scattered by sharp conical metal tips, which are illuminated with light polarized along the tip axis. We establish scaling relations for the scattered field amplitude and phase, and verify the validity with numerical simulations. Analytic expressions for the wavelength at which the scattered field near the tip changes its direction and for the field decay near the tip extremity are obtained, relating these characteristics to the cone angle and metal permittivity. The results obtained have important implications for various tip-enhanced phenomena, ranging from Raman and scattering near-field imaging to photoemission spectroscopy and nano-optical trapping.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, Cambridge, 2006).
  2. J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
    [CrossRef]
  3. N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
    [CrossRef]
  4. Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
    [CrossRef]
  5. R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
    [CrossRef]
  6. R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
    [CrossRef]
  7. M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
    [CrossRef]
  8. G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
    [CrossRef]
  9. L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
    [CrossRef]
  10. D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
    [CrossRef]
  11. A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
    [CrossRef]
  12. Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
    [CrossRef]
  13. W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
    [CrossRef]
  14. W. Denk and D. W. Pohl, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 510 (1991).
    [CrossRef]
  15. H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).
  16. A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).
  17. L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon, London, 1960).
  18. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 1998).
  19. P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).

2013 (3)

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

2011 (1)

M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
[CrossRef]

2010 (1)

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

2009 (2)

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
[CrossRef]

2006 (1)

A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).

2005 (1)

A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
[CrossRef]

1999 (1)

Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

1997 (1)

L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
[CrossRef]

1991 (1)

W. Denk and D. W. Pohl, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 510 (1991).
[CrossRef]

1972 (1)

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

Aizpurua, J.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Atkin, J. M.

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

Basov, D. N.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Berweger, S.

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

Bian, R. X.

L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
[CrossRef]

Boccara, A. C.

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

Bormann, R.

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Chang, D. E.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Chang, Y.-C.

A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).

Chen, L. G.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Chen, X.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Cherukulappurath, S.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Christy, R. W.

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

Cory, H.

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

Cui, X.

W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
[CrossRef]

Dai, S.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Demming, A. L.

A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
[CrossRef]

Denk, W.

Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
[CrossRef]

W. Denk and D. W. Pohl, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 510 (1991).
[CrossRef]

Dominguez, G.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Dong, Z. C.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Fei, Z.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Festy, F.

A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
[CrossRef]

Fogler, M. M.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Gannett, W.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Goncharenko, A. V.

A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).

Gulde, M.

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Hecht, B.

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, Cambridge, 2006).

Herink, G.

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

Hillenbrand, R.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Hommelhof, P.

M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
[CrossRef]

Hou, J. G.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Jackson, J. D.

J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 1998).

Jiang, S.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Johnson, P. B.

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

Johnson, T. W.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Jones, A. C.

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

Jose, J.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Kawata, Y.

Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
[CrossRef]

Keilmann, F.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Krüger, M.

M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
[CrossRef]

Lahrech, A.

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

Landau, L. D.

L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon, London, 1960).

Liao, Y.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Lifshitz, E. M.

L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon, London, 1960).

Lindquist, N. C.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Liu, M. K.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Lukin, M. D.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Luo, Y.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Martin, O. J. F.

W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
[CrossRef]

McLeod, A. S.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Neto, A. H. C.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Novotny, L.

L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
[CrossRef]

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, Cambridge, 2006).

Oh, S.-H.

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Park, H.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Pohl, D. W.

W. Denk and D. W. Pohl, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 510 (1991).
[CrossRef]

Raschke, M. B.

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

Regan, W.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Richards, D.

A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
[CrossRef]

Rivoal, J. C.

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

Rodin, A. S.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Ropers, C.

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Schenk, M.

M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
[CrossRef]

Solli, D. R.

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

Thiemens, M.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Thompson, J. D.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Vuletic, V.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Wagner, M.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Wang, J.-K.

A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).

Weismann, A.

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Xie, X. S.

L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
[CrossRef]

Xu, C.

Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
[CrossRef]

Yalunin, S. V.

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Yang, J. L.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Zettl, A.

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Zhang, C.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Zhang, L.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Zhang, R.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Zhang, W.

W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
[CrossRef]

Zhang, Y.

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

Zibrov, A. S.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Zoller, P.

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

Adv. Phys. (1)

J. M. Atkin, S. Berweger, A. C. Jones, and M. B. Raschke, Adv. Phys. 61, 745 (2012).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

Y. Kawata, C. Xu, and W. Denk, J. Appl. Phys. 85, 1294 (1999).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (1)

A. L. Demming, F. Festy, and D. Richards, J. Chem. Phys. 122, 184716 (2005).
[CrossRef]

J. Raman Spectrosc. (1)

W. Zhang, X. Cui, and O. J. F. Martin, J. Raman Spectrosc. 40, 1338 (2009).
[CrossRef]

J. Vac. Sci. Technol. B (1)

W. Denk and D. W. Pohl, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 510 (1991).
[CrossRef]

Laser Photon. Rev. (1)

N. C. Lindquist, J. Jose, S. Cherukulappurath, X. Chen, T. W. Johnson, and S.-H. Oh, Laser Photon. Rev. 7, 453 (2013).
[CrossRef]

Microwave Opt. Technol. Lett. (1)

H. Cory, A. C. Boccara, J. C. Rivoal, and A. Lahrech, Microwave Opt. Technol. Lett. 18, 120 (1998).

Nat. Nanotechnol. (1)

Z. Fei, A. S. Rodin, W. Gannett, S. Dai, W. Regan, M. Wagner, M. K. Liu, A. S. McLeod, G. Dominguez, M. Thiemens, A. H. C. Neto, F. Keilmann, A. Zettl, R. Hillenbrand, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nat. Nanotechnol. 8, 821 (2013).
[CrossRef]

Nature (3)

R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J. Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, and J. G. Hou, Nature 498, 82 (2013).
[CrossRef]

M. Krüger, M. Schenk, and P. Hommelhof, Nature 475, 78 (2011).
[CrossRef]

G. Herink, D. R. Solli, M. Gulde, and C. Ropers, Nature 483, 190 (2012).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (2)

A. V. Goncharenko, J.-K. Wang, and Y.-C. Chang, Phys. Rev. B 74, 235442 (2006).

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

Phys. Rev. Lett. (3)

L. Novotny, R. X. Bian, and X. S. Xie, Phys. Rev. Lett. 79, 645 (1997).
[CrossRef]

D. E. Chang, J. D. Thompson, H. Park, V. Vuletić, A. S. Zibrov, P. Zoller, and M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
[CrossRef]

R. Bormann, M. Gulde, A. Weismann, S. V. Yalunin, and C. Ropers, Phys. Rev. Lett. 105, 147601 (2010).
[CrossRef]

Other (3)

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, Cambridge, 2006).

L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon, London, 1960).

J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 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.

Sketch of metallic cone defined by the frequency-dependent permittivity ε1(ω), apex semi-angle θ0, and tip curvature radius a.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Magnitude of scattered electric field and phase of Ezsc calculated 1 nm away from tip surface. (b) Large view of the magnitude of the total electric field in the xz-plane near the nominal cone (upper left image) and close-up at the cone tip for three different wavelengths. Arrows show the magnitude and direction of the scattered E-field at the cone surface. In all calculations, the amplitude of the incident Gaussian beam is 1V/m.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Real part of the δ-parameter [Eq. 7] as a function of wavelength for a silver (inset: gold) cone in air with apex semi-angle θ0=15°, 18°, and 20°. (b) Wavelength of Re(δ)=0 as a function of θ0 for silver and gold cones in air. Markers correspond to full-wave simulations of wavelengths at which the phase of Ezsc is equal to π/2. Inset shows the wavelength where arg(Ezsc)=π/2 for three different radii of curvature at θ0=18°.

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) Numerically calculated magnitude of the scattered field along the z-direction (see inset) for nominal configuration at λ=580nm and 995 nm. Dashed curves represent linear fits to the field decay in the log–log plot. (b) Plot of Re(δ)1 for nominal configuration. Markers correspond to slopes of the linear fitted curves of |Esc(z)| in log–log plot, as illustrated in (a).

Equations (7)

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

1r2r(r2Φr)+1r2sinθθ(sinθΦθ)=0,
Φi(r,θ)=Airδ(1+f(θ)),
1sinθθ(sinθf(θ)θ)+δ=0,
f(θ)={2δln(sinθ2),θ>θ0δθ24,θ<θ0.
{Er,isc=Aiδrδ1(1+f(θ)),Eθ,isc=Airδ1df(θ)dθ,Eφ,isc=0,
ε2A2=ε1A1θ024
δ=1+4ε2ε1(ω)θ022ln2θ0.

Metrics