Abstract

In this Letter, a novel hybrid nanoparticle array with huge local electric field intensity enhancement is proposed theoretically. The hybrid array is constructed by replacing some nanodisks with nanobowties from a perfect nanodisk square array. In our structure, the nanodisk array, which acts as a two-dimensional grating, can efficiently excite surface plasmon polaritons (SPPs) modes, whose electric field is much larger than the incident light. Then the SPPs mode excites the localized surface plasmon resonance (LSPR) mode of the nanobowties. When the resonant peaks of the array and the nanobowties coincide, the nanobowties are strongly excited, and the maximum intensity enhancement factor (E/E0)2 as large as 4.2×106 is achieved. A two-step excitation model is proposed to help us to understand the underlying physical mechanism for this enhancement. This hybrid array structure shows great potential in highly sensitive surface enhanced Raman scattering and fluorescence detection.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
    [CrossRef]
  2. C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).
  3. C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
    [CrossRef]
  4. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
    [CrossRef]
  5. R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
    [CrossRef]
  6. G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
    [CrossRef]
  7. N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
    [CrossRef]
  8. B. Auguie and W. L. Barnes, Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).
    [CrossRef]
  9. R. K. Jain and R. C. Lind, J. Opt. Soc. Am. 73, 647 (1983).
    [CrossRef]
  10. Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
    [CrossRef]
  11. J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
    [CrossRef]
  12. W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
    [CrossRef]
  13. Y. Z. Chu and K. B. Crozier, Opt. Lett. 34, 244 (2009).
    [CrossRef]
  14. J. M. Montgomery, A. Imre, U. Welp, V. Vlasko-Vlasov, and S. K. Gray, Opt. Express 17, 8669 (2009).
    [CrossRef]
  15. N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
    [CrossRef]
  16. P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
    [CrossRef]
  17. F. J. G. de Abajo, Rev. Mod. Phys. 79, 1267 (2007).
    [CrossRef]

2011 (1)

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

2009 (2)

2008 (2)

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

B. Auguie and W. L. Barnes, Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

F. J. G. de Abajo, Rev. Mod. Phys. 79, 1267 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

2000 (1)

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

1997 (1)

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

1983 (1)

1972 (1)

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

Arap, W.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Au, L.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Aubard, J.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Auguie, B.

B. Auguie and W. L. Barnes, Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).
[CrossRef]

Aussenegg, F. R.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Banaee, M. G.

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

Barnes, W. L.

B. Auguie and W. L. Barnes, Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).
[CrossRef]

Chen, J.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Christianson, D. R.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Christy, R. W.

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

Chu, Y. Z.

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

Y. Z. Chu and K. B. Crozier, Opt. Lett. 34, 244 (2009).
[CrossRef]

Crozier, K. B.

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

Y. Z. Chu and K. B. Crozier, Opt. Lett. 34, 244 (2009).
[CrossRef]

Dasari, R.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

de Abajo, F. J. G.

F. J. G. de Abajo, Rev. Mod. Phys. 79, 1267 (2007).
[CrossRef]

Deckert, V.

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

Du, S. Y.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Eres, G.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Fang, J. X.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Feld, M. S.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Felidj, N.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Gaddis, A. L.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Geddes, C. D.

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

Gray, S. K.

Gu, B. H.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Hahn, H.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Hatab, N. A.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Haynes, C. L.

C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
[CrossRef]

Hohenau, A.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Hsueh, C. H.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Imre, A.

Itzkan, I.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Jain, R. K.

Jin, J. H.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Johnson, P. B.

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

Kappes, M.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Kim, S.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Kim, S. W.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Kim, Y.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Kim, Y. J.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Kneipp, H.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Kneipp, K.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Krenn, J. R.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Kruk, R.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Lakowicz, J. R.

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

Lebedkin, S.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Leitner, A.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Levi, G.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Li, J. H.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Li, X.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Li, Z. Y.

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

Lind, R. C.

Lu, X.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

McFarland, A. D.

C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
[CrossRef]

Miller, J. H.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Montgomery, J. M.

Ozawa, M. G.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Parfenov, A.

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

Park, I. Y.

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Pasqualini, R.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Perelman, L. T.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Retterer, S. T.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Roll, D.

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

Sidman, R. L.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Skrabalak, S. E.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Snyder, E. Y.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Souza, G. R.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Staquicini, F. I.

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Stockle, R. M.

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

Suh, Y. D.

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

Truong, S. L.

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

Van Duyne, R. P.

C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
[CrossRef]

Vlasko-Vlasov, V.

Wang, D. X.

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

Wang, Y.

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

Welp, U.

Xia, Y.

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Zenobi, R.

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

Zhang, Z. Y.

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Zhu, W. Q.

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[CrossRef]

Adv. Mater. (1)

Y. Xia, S. E. Skrabalak, J. Chen, L. Au, X. Lu, and X. Li, Adv. Mater. 19, 3177 (2007).
[CrossRef]

Anal. Chem. (1)

C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 77, 338a (2005).
[CrossRef]

Biophys. J. (1)

C. D. Geddes, D. Roll, A. Parfenov, and J. R. Lakowicz, Biophys. J. 84, 477a (2003).

Chem. Phys. Lett. (1)

R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (1)

N. Felidj, S. L. Truong, J. Aubard, G. Levi, J. R. Krenn, A. Hohenau, A. Leitner, and F. R. Aussenegg, J. Chem. Phys. 120, 7141 (2004).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (1)

Nano Lett. (2)

J. X. Fang, S. Y. Du, S. Lebedkin, Z. Y. Li, R. Kruk, M. Kappes, and H. Hahn, Nano Lett. 10, 5006 (2010).
[CrossRef]

N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Y. Zhang, and B. H. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

S. Kim, J. H. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, and S. W. Kim, Nature 453, 757 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (1)

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

Phys. Rev. Lett. (2)

K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
[CrossRef]

B. Auguie and W. L. Barnes, Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (1)

G. R. Souza, D. R. Christianson, F. I. Staquicini, M. G. Ozawa, E. Y. Snyder, R. L. Sidman, J. H. Miller, W. Arap, and R. Pasqualini, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 1215 (2006).
[CrossRef]

Rev. Mod. Phys. (1)

F. J. G. de Abajo, Rev. Mod. Phys. 79, 1267 (2007).
[CrossRef]

Small (1)

W. Q. Zhu, M. G. Banaee, D. X. Wang, Y. Z. Chu, and K. B. Crozier, Small 7, 1761 (2011).
[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.

Scheme of the hybrid array.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Absorption spectrum of a single nanobowtie (black line) and the defected nanodisk array (red line), (b) electric field intensity distribution at the resonant wavelength of 753 nm for a single nanobowtie, (c) absorption spectra of defected nanodisk arrays with different array periods. The height of the nanodisks is 40 nm, (d) relationship between the resonant wavelength of SPPs peak and the array period, (e) changes of intensity enhancement factor with nanodisks of different radii, and (f) near-field intensity distribution near the cavity (denoted with dashed box) at the wavelength of 753 nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Electric-field intensity distribution near the nanobowtie of our hybrid array, (b) electric field intensity distribution of an optimized nanobowtie array, (c) electric field intensity distribution of a defected nanobowtie array. The values larger than 36 are all coded by red color so that the electric field in the cavity (which is much smaller than that near the nanobowties) can be clearly depicted, and (d) intensity enhancement factors in hybrid arrays for N=2,3,,10. One nanodisk is replaced with the nanobowtie in every N×N lattice.

Equations (2)

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

((N21)Ldisk+Lbowtie)·E=N2PEinc2,
F=F0·Espp2Einc2=F0·αEEinc2=αF0N2P(N21)Ldisk+Lbowtie=F1+(k1)/N2.

Metrics