Abstract

Spoof surface plasmons (SP) are SP-like waves that propagate along metal surfaces with deeply sub-wavelength corrugations and whose dispersive properties are determined primarily by the corrugation dimensions. Two parallel corrugated surfaces separated by a sub-wavelength dielectric gap create a “spoof” analog of the plasmonic metal–insulator–metal waveguides, dubbed a “spoof-insulator-spoof” (SIS) waveguide. Here we study the optical forces generated by the propagating “bonding” and “anti-bonding” waveguide modes of the SIS geometry and the role that surface structuring plays in determining the modal properties. By changing the dimensions of the grooves, strong attractive and repulsive optical forces between the surfaces can be generated at nearly any frequency.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
    [CrossRef]
  2. S. A. Maier and H. A. Atwater, J. Appl. Phys. 98, 011101 (2005).
    [CrossRef]
  3. H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Phys. Rev. Lett. 96, 097401 (2006).
    [CrossRef]
  4. H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Appl. Phys. Lett. 89, 211126 (2006).
    [CrossRef]
  5. H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
    [CrossRef]
  6. W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
    [CrossRef]
  7. K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
    [CrossRef]
  8. X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).
  9. W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
    [CrossRef]
  10. C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
    [CrossRef]
  11. J. B. Pendry, L. Martin-Moreno, and F. J. Garcia-Vidal, Science 305, 847 (2004).
    [CrossRef]
  12. F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
    [CrossRef]
  13. B. W. Wang, Y. Jin, and S. L. He, Appl. Opt. 47, 3694 (2008).
    [CrossRef]
  14. N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
    [CrossRef]
  15. A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
    [CrossRef]
  16. J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
    [CrossRef]
  17. K. Song and P. Mazumder, IEEE T. Electron. Dev. 56, 2792 (2009).
  18. M. Kats, D. Woolf, R. Blanchard, N. Yu, and F. Capasso, Opt. Express 19, 14860 (2011).
    [CrossRef]
  19. D. Woolf, M. Loncar, and F. Capasso, Opt. Express 17, 19996 (2009).
    [CrossRef]
  20. A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
    [CrossRef]
  21. X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
    [CrossRef]
  22. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, 1999).
  23. M. L. Povinelli, M. Loncar, M. Ibanescu, E. J. Smythe, S. G. Johnson, F. Capasso, and J. D. Joannopoulos, Opt. Lett. 30, 3042 (2005).
    [CrossRef]
  24. A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
    [CrossRef]
  25. A. Degiron and D. R. Smith, Opt. Express 14, 1611 (2006).
    [CrossRef]
  26. V. M. Agranovich, Surface Polaritons (Elsevier, 1982).
  27. M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
    [CrossRef]
  28. M. Navarro-Ca, M. Beruete, S. Agrafiotis, F. Falcone, M. Sorolla, and S. A. Maier, Opt. Express 17, 18184 (2009).
    [CrossRef]
  29. N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
    [CrossRef]
  30. M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).
  31. S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
    [CrossRef]

2012 (3)

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

2011 (3)

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

M. Kats, D. Woolf, R. Blanchard, N. Yu, and F. Capasso, Opt. Express 19, 14860 (2011).
[CrossRef]

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

2010 (4)

A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
[CrossRef]

X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
[CrossRef]

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

2009 (5)

M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
[CrossRef]

M. Navarro-Ca, M. Beruete, S. Agrafiotis, F. Falcone, M. Sorolla, and S. A. Maier, Opt. Express 17, 18184 (2009).
[CrossRef]

D. Woolf, M. Loncar, and F. Capasso, Opt. Express 17, 19996 (2009).
[CrossRef]

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

K. Song and P. Mazumder, IEEE T. Electron. Dev. 56, 2792 (2009).

2008 (2)

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

B. W. Wang, Y. Jin, and S. L. He, Appl. Opt. 47, 3694 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
[CrossRef]

W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
[CrossRef]

S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
[CrossRef]

2006 (4)

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Phys. Rev. Lett. 96, 097401 (2006).
[CrossRef]

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Appl. Phys. Lett. 89, 211126 (2006).
[CrossRef]

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

A. Degiron and D. R. Smith, Opt. Express 14, 1611 (2006).
[CrossRef]

2005 (4)

M. L. Povinelli, M. Loncar, M. Ibanescu, E. J. Smythe, S. G. Johnson, F. Capasso, and J. D. Joannopoulos, Opt. Lett. 30, 3042 (2005).
[CrossRef]

S. A. Maier and H. A. Atwater, J. Appl. Phys. 98, 011101 (2005).
[CrossRef]

F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
[CrossRef]

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

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

Agrafiotis, S.

Agranovich, V. M.

V. M. Agranovich, Surface Polaritons (Elsevier, 1982).

Aieta, F.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

Aoust, G.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

Atwater, H. A.

H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
[CrossRef]

S. A. Maier and H. A. Atwater, J. Appl. Phys. 98, 011101 (2005).
[CrossRef]

Bai, W. L.

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

Barnes, W. L.

W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
[CrossRef]

Beruete, M.

Blanchard, R.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

M. Kats, D. Woolf, R. Blanchard, N. Yu, and F. Capasso, Opt. Express 19, 14860 (2011).
[CrossRef]

Brongersma, M. L.

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

Cai, L. K.

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

Cai, W.

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

Capasso, F.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

M. Kats, D. Woolf, R. Blanchard, N. Yu, and F. Capasso, Opt. Express 19, 14860 (2011).
[CrossRef]

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

D. Woolf, M. Loncar, and F. Capasso, Opt. Express 17, 19996 (2009).
[CrossRef]

M. L. Povinelli, M. Loncar, M. Ibanescu, E. J. Smythe, S. G. Johnson, F. Capasso, and J. D. Joannopoulos, Opt. Lett. 30, 3042 (2005).
[CrossRef]

Davies, A. G.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Degiron, A.

Dionne, J. A.

H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
[CrossRef]

Durach, M.

A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
[CrossRef]

Duscher, G.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Falcone, F.

Fan, J. A.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Fan, R.-H.

X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
[CrossRef]

Fan, S.

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

Franzen, S.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Gaburro, G.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

Gaburro, Z.

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

Garcia-Vidal, F. J.

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
[CrossRef]

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

Genevet, P.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

Halas, N. J.

S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
[CrossRef]

He, Q.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

He, S. L.

Hibbins, A. P.

M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
[CrossRef]

Hillenbrand, R.

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

Huang, X.-R.

X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
[CrossRef]

Huber, A.

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

Ibanescu, M.

Jackson, J. D.

J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, 1999).

Jin, Y.

Joannopoulos, J. D.

Johnson, S. G.

Kats, M.

Kats, M. A.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Kazantsev, D.

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

Khanna, S. P.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Kurokawa, Y.

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Appl. Phys. Lett. 89, 211126 (2006).
[CrossRef]

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Phys. Rev. Lett. 96, 097401 (2006).
[CrossRef]

Lal, S.

S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
[CrossRef]

Laughlin, B.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Leonard, D. N.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Lezec, H. J.

H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
[CrossRef]

Li, L. H.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Li, X.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Linfield, E. H.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Link, S.

S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
[CrossRef]

Liu, Y. M.

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Lockyear, M. J.

M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
[CrossRef]

Loncar, M.

Losego, M.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

MacDonald, K. F.

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

Maier, S. A.

Maria, J. P.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Martin-Moreno, L.

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
[CrossRef]

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

Mazumder, P.

K. Song and P. Mazumder, IEEE T. Electron. Dev. 56, 2792 (2009).

Miyazaki, H. T.

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Phys. Rev. Lett. 96, 097401 (2006).
[CrossRef]

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Appl. Phys. Lett. 89, 211126 (2006).
[CrossRef]

Moreno, E.

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

Murray, W. A.

W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
[CrossRef]

Navarro-Ca, M.

Ocelic, N.

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

Oulton, R. F.

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Pendry, J. B.

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
[CrossRef]

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

Peng, R.-W.

X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
[CrossRef]

Pors, A.

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

Povinelli, M. L.

Rhodes, C.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Rusina, A.

A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
[CrossRef]

Sambles, J. R.

M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
[CrossRef]

Samson, Z. L.

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

Shin, W.

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

Smith, D. R.

Smythe, E. J.

Song, G. F.

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

Song, K.

K. Song and P. Mazumder, IEEE T. Electron. Dev. 56, 2792 (2009).

Sorolla, M.

Stockman, M. I.

A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
[CrossRef]

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

Sun, S.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Tetienne, J.-P.

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

Wang, B. W.

Wang, Q. J.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Weibel, S.

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Woolf, D.

Xiao, S.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Xu, Q.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Xu, Y.

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

Yang, X. D.

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Yin, X. B.

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Yu, N.

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

M. Kats, D. Woolf, R. Blanchard, N. Yu, and F. Capasso, Opt. Express 19, 14860 (2011).
[CrossRef]

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

Yu, N. F.

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

Zhang, J.

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

Zhang, X. A.

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Zheludev, N. I.

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

Zhou, L.

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Adv. Mater. (2)

W. Cai, W. Shin, S. Fan, and M. L. Brongersma, Adv. Mater. 22, 5120 (2010).
[CrossRef]

W. A. Murray and W. L. Barnes, Adv. Mater. 19, 3771 (2007).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. A (1)

A. Rusina, M. Durach, and M. I. Stockman, Appl. Phys. A 100, 375 (2010).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Appl. Phys. Lett. 89, 211126 (2006).
[CrossRef]

A. Huber, N. Ocelic, D. Kazantsev, and R. Hillenbrand, Appl. Phys. Lett. 87, 081103 (2005).
[CrossRef]

IEEE T. Electron. Dev. (1)

K. Song and P. Mazumder, IEEE T. Electron. Dev. 56, 2792 (2009).

J. Appl. Phys. (3)

J. Zhang, L. K. Cai, W. L. Bai, Y. Xu, and G. F. Song, J. Appl. Phys. 106, 103715 (2009).
[CrossRef]

C. Rhodes, S. Franzen, J. P. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

S. A. Maier and H. A. Atwater, J. Appl. Phys. 98, 011101 (2005).
[CrossRef]

J. Opt. A (1)

F. J. Garcia-Vidal, L. Martin-Moreno, and J. B. Pendry, J. Opt. A 7, S97 (2005).
[CrossRef]

Nano Lett. (1)

X. D. Yang, Y. M. Liu, R. F. Oulton, X. B. Yin, and X. A. Zhang, Nano Lett. 11, 321 (2011).

Nat. Mater. (2)

N. F. Yu, Q. J. Wang, M. A. Kats, J. A. Fan, S. P. Khanna, L. H. Li, A. G. Davies, E. H. Linfield, and F. Capasso, Nat. Mater. 9, 730 (2010).
[CrossRef]

S. Sun, Q. He, S. Xiao, Q. Xu, X. Li, and L. Zhou, Nat. Mater. 11, 426 (2012).
[CrossRef]

Nat. Photonics (2)

S. Lal, S. Link, and N. J. Halas, Nat. Photonics 1, 641 (2007).
[CrossRef]

K. F. MacDonald, Z. L. Samson, M. I. Stockman, and N. I. Zheludev, Nat. Photonics 3, 55 (2008)
[CrossRef]

Opt. Express (4)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. Lett. (4)

M. J. Lockyear, A. P. Hibbins, and J. R. Sambles, Phys. Rev. Lett. 102, 073901 (2009).
[CrossRef]

H. T. Miyazaki and Y. Kurokawa, Phys. Rev. Lett. 96, 097401 (2006).
[CrossRef]

A. Pors, E. Moreno, L. Martin-Moreno, J. B. Pendry, and F. J. Garcia-Vidal, Phys. Rev. Lett. 108, 223905 (2012).
[CrossRef]

X.-R. Huang, R.-W. Peng, and R.-H. Fan, Phys. Rev. Lett. 105, 243901 (2010).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

M. A. Kats, P. Genevet, G. Aoust, N. Yu, R. Blanchard, F. Aieta, G. Gaburro, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12364 (2012).

Science (3)

N. Yu, P. Genevet, M. A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, and Z. Gaburro, Science 334, 333 (2011).
[CrossRef]

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

H. J. Lezec, J. A. Dionne, and H. A. Atwater, Science 316, 430 (2007).
[CrossRef]

Other (2)

J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, 1999).

V. M. Agranovich, Surface Polaritons (Elsevier, 1982).

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) Dispersion relation of a single SSP mode, Eq. (1), for h=2μm, d=0.5μm, and a/d=[0.002,0.2,0.4,0.6,0.98] (solid-blue to solid-red line), where h, d, and a are defined in the inset. The black arrow represents increasing a/d. (b) Spoof-insulator-spoof (SIS) waveguide geometry consisting of a corrugated PEC cladding surrounding an air-gap core. Roman numerals I–VI correspond to the layers of the waveguide for dispersion calculations. (c), (d) Bonding (red) and antibonding (blue) modes in a SIS waveguide for (c) g=0.4μm (d) and g=4μm. For comparison, the modes of an MIM waveguide consisting of artificial Drude metals with plasma frequency ωp=2ωssp,0 are plotted as faded dashed lines in (c) and (d). The light line (gray-dotted line) is included for clarity.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Dispersion curves for the bonding (red lines) and antibonding (blue lines) modes of the SIS geometry simulated with corrugated gold surfaces corresponding to the geometry in Fig 1(a). Modes were solved at g=0.4μm (circles) and g=4μm (squares), corresponding to the parameters in Figs. 1(c) and 1(d). (b) Electric field profiles of a unit cell of the structure for the bonding and antibonding modes at g=0.4μm and β=1μm1.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Attractive (red lines) and repulsive (blue lines) forces generated by the bonding and antibonding modes, respectively, at three wavelengths: ω/2π=30THz (solid lines), 27 THz (dashed lines), and 25 THz (dashed–dotted lines), as a function of gap width. (b) Wavevectors of these modes showing degeneracy at large gaps and splitting at small gaps. The antibonding mode has a clear cutoff gap. (c) Propagation length of the bonding (red) and antibonding (blue) modes plotted in (a).

Equations (2)

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

κzgk0=adtan(k0ϵdh),
κzgk0=ϵdϵstan(k0ϵdh)tanh±1(κzg),

Metrics