Abstract
Nanoplasmonics is a vastly developing area of modern photonics, which is capable of providing mankind with new routes to fast and miniature communication and technologies. With unprecedentedly high bandwidth supplied by photons and subwavelength dimensions supplied by electrons, surface plasmon is the next candidate for the everyday-life information unit. In this chapter we review recent advances in controlling the generation and propagation of surface plasmon polaritons in nanostructured materials as well as utilization of surface plasmons in order to obtain efficient control over optical signals.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
V.M. Agranovich, D.L. Mills, Surface Polaritons - Electromagnetic Waves at Surfaces and Interfaces (Elsevier Science, New York, 1982)
H. Raether, Surface-Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer, Berlin, 1988)
W.L. Barnes, J. Opt. A Pure App. Opt. 8(4, Sp. Iss. SI), S87 (2006)
H.C. van de Hulst, Light Scattering by Small Particles (Dover, New York, 1981)
K. Kelly, E. Coronado, L. Zhao, G. Schatz, J. Phys. Chem. B 107(3), 668 (2003)
R.W. Wood, Philos. Mag. 4(19–24), 396 (1902)
U. Fano, Phys. Rev. 124(6), 1866 (1961)
A. Drezet, A. Hohenau, D. Koller, A. Stepanov, H. Ditlbacher, B. Steinberger, F.R. Aussenegg, A. Leitner, J.R. Krenn, Mat. Sci. Eng. B 149(3), 220 (2008)
J.A. Veerman, A.M. Otter, L. Kuipers, N.F. van Hulst, Appl. Phys. Lett. 72, 3115 (1998.)
R.J. Moerland, N.F. van Hulst, H. Gersen, L. Kuipers, Opt. Express 13, 1604 (2005)
O. Marti, H. Bielefeldt, B. Hecht, S. Herminghaus, P. Leiderer, J. Mlynek, Opt. Commun. 96, 225 (1993)
M. Balistreri, H. Gersen, J. Korterik, L. Kuipers, N. van Hulst, Science 294(5544), 1080 (2001)
D.K. Gramotnev, S.I. Bozhevolnyi, Nat. Photonics 4(2), 83 (2010)
S. Bozhevolnyi, V. Volkov, E. Devaux, J. Laluet, T. Ebbesen, Nature 440(7083), 508 (2006)
S. Bozhevolnyi, J. Erland, K. Leosson, P. Skovgaard, J. Hvam, Phys. Rev. Lett. 86(14), 3008 (2001)
A. Ezhov, S. Magnitskii, N. Maslova, D. Muzychenko, A. Nikulin, V. Panov, JETP Lett. 82, 599 (2005)
R. Zia, M.L. Brongersma, Nat. Nanotechnol. 2, 426 (2007)
V.M. Shalaev, Nat. Photonics 1(1), 41 (2007)
T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, H.F. Ghaemi, T. Thio, P.A. Wolff, Nature 391, 667 (1998)
V.G. Veselago, Sov. Phys. Uspekhi 10, 509 (1968)
R.A. Shelby, D.R. Smith, S. Schultz, Science 292(5514), 77 (2001)
A.N. Grigorenko, A.K. Geim, H.F. Gleeson, Y. Zhang, A.A. Firsov, I.Y. Khrushchev, J. Petrovic, Nature 438(7066), 335 (2005)
V. Shalaev, W. Cai, U. Chettiar, H. Yuan, A. Sarychev, V. Drachev, A. Kildishev, Opt. Lett. 30(24), 3356 (2005)
H.A. Bethe, Phys. Rev. 66(7-8), 163 (1944)
F.J. Garcia-Vidal, F. Lopez-Tejeira, J. Bravo-Abad, L. Martin-Moreno, Surface Plasmon Nanophotonics (Springer, New York, 2007)
H.F. Ghaemi, T. Thio, D.E. Grupp, T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, Phys. Rev. B 58(11), 6779 (1998)
E. Altewischer, C. Genet, M.P. van Exter, J.P. Woerdman, P.F.A. Alkemade, A. van Zuuk, E.W.J.M. van der Drift, Opt. Lett. 30(1), 90 (2005)
J. Porto, F. GarcÃa-Vidal, J. Pendry, Phys. Rev. Lett. 83(14), 2845 (1999)
A. Barbara, P. Quémerais, E. Bustarret, T. Lopez-Rios, Phys. Rev. B 66(16), 161403 (2002)
Q. Cao, P. Lalanne, Phys. Rev. Lett. 88(5), 3 (2002)
P. Lalanne, J.C. Rodier, J.P. Hugonin, J. Opt. A 7(8), 422 (2005)
Q.J. Wang, J.Q. Li, C.P. Huang, C. Zhang, Y.Y. Zhu, Appl. Phys. Lett. 87(9), 091105 (2005)
R. Gordon, A. Brolo, A. McKinnon, A. Rajora, B. Leathem, K. Kavanagh, Phys. Rev. Lett. 92(3), 037401 (2004)
S.Y. Hsu, K.L. Lee, E.H. Lin, M.C. Lee, P.K. Wei, Appl. Phys. Lett. 95(1), 013105 (2009)
Y. Pang, R. Gordon, Opt. Express 17(4), 2871 (2009)
M.R. Shcherbakov, P.P. Vabishchevich, M.I. Dobynde, T.V. Dolgova, A.S. Sigov, C.M. Wang, D.P. Tsai, A.A. Fedyanin, JETP Lett. 90, 433 (2009)
M.R. Shcherbakov, M.I. Dobynde, T.V. Dolgova, D.P. Tsai, A.A. Fedyanin, Phys. Rev. B. 82, 193402 (2010)
B. Luk’yanchuk, N.I. Zheludev, S.A. Maier, N.J. Halas, P. Nordlander, H. Giessen, C.T. Chong, Nat. Mat. 9(9), 707 (2010)
R. Vogelgesang, A. Dmitriev, Analyst 135, 1175 (2010)
C. Girard, Rep. Progr. Phys. 68, 1883 (2005)
M. Salerno, J. Krenn, A. Hohenau, H. Ditlbacher, G. Schider, A. Leitner, F. Aussenegg, Opt. Commun. 248(4-6), 543 (2005)
N.C. Lindquist, P. Nagpal, A. Lesuffleur, D.J. Norris, S.H. Oh, Nano Lett. 10, 1369 (2010)
Q. Wang, J. Bu, X.C. Yuan, Opt. Express 18(3), 2662 (2010)
G.M. Lerman, A. Yanai, U. Levy, Nano Lett. 9(5), 2139 (2009)
W. Chen, D.C. Abeysinghe, R.L. Nelson, Q. Zhan, Nano Lett. 10(6), 2075 (2010)
D. Bergman, M. Stockman, Phys. Rev. Lett. 90(2), 027402 (2003)
R.F. Oulton, V.J. Sorger, T. Zentgraf, R.M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, X. Zhang, Nature 461(7264), 629 (2009)
J.A. Dionne, K. Diest, L.A. Sweatlock, H.A. Atwater, Nano Lett. 9(2), 897 (2009)
E.B. McDaniel, S.C. McClain, J.W.P. Hsu, Appl. Opt. 37(1), 84 (1998)
M.R. Shcherbakov, B.B. Tsema, Y.B. Tsema, A.A. Ezhov, V.I. Panov, D.P. Tsai, A.A. Fedyanin, Physica C 479, 183 (2012)
M. Shcherbakov, B. Tsema, A. Ezhov, V. Panov, A. Fedyanin, JETP Lett. 93, 720 (2011)
H. Gao, J. Henzie, T.W. Odom, Nano Lett. 6(9), 2104 (2006)
L. Yin, V.K. Vlasko-Vlasov, J. Pearson, J.M. Hiller, J. Hua, U. Welp, D.E. Brown, C.W.Kimball, Nano Lett. 5(7), 1399 (2005)
S. Kitson, W. Barnes, J. Sambles, Phys. Rev. Lett. 77(13), 2670 (1996)
I. Radko, T. Sondergaard, S. Bozhevolnyi, Opt. Express 14(9), 4107 (2006)
M.I. Stockman, Nat. Photonics 2(6), 327 (2008)
M.A. Noginov, G. Zhu, A.M. Belgrave, R. Bakker, V.M. Shalaev, E.E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, U. Wiesner, Nature 460(7259), 1110 (2009)
M. Noginov, G. Zhu, M. Mayy, B. Ritzo, N. Noginova, V. Podolskiy, Phys. Rev. Lett. 101(22), 226806 (2008)
E. Plum, V.A. Fedotov, P. Kuo, D.P. Tsai, N.I. Zheludev, Opt. Express 17(10), 8548 (2009)
J. Seidel, S. Grafström, L. Eng, Phys. Rev. Lett. 94(17), 177401 (2005)
N.I. Zheludev, S.L. Prosvirnin, N. Papasimakis, V.A. Fedotov, Nat. Photonics 2(6), 351 (2008)
J.N. Caspers, N. Rotenberg, H.M. van Driel, Opt. Express 18(19), 19761 (2010)
S. Herminghaus, P. Leiderer, Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 51(4), 350 (1990)
R.H.M. Groeneveld, R. Sprik, A. Lagendijk, Phys. Rev. Lett. 64, 784 (1990)
C. Sönnichsen, T. Franzl, T. Wilk, G. von Plessen, J. Feldmann, Phys. Rev. Lett. 88(7), 077402 (2002)
D. Kim, S. Hohng, V. Malyarchuk, Y. Yoon, Y. Ahn, K. Yee, J. Park, J. Kim, Q. Park, C. Lienau, Phys. Rev. Lett. 91(14), 143901 (2003)
A.S. Vengurlekar, A.V. Gopal, T. Ishihara, Appl. Phys. Lett. 89(18), 181927 (2006)
M.R. Shcherbakov, P.P. Vabishchevich, V.V. Komarova, T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, Phys. Rev. Lett. 108, 253903 (2012)
T. Zentgraf, A. Christ, J. Kuhl, H. Giessen, Phys. Rev. Lett. 93(24), 243901 (2004)
A. Dogariu, T. Thio, L.J. Wang, T.W. Ebbesen, H.J. Lezec, Opt. Lett. 26(7), 450 (2001)
C. Ropers, D. Park, G. Stibenz, G. Steinmeyer, J. Kim, D. Kim, C. Lienau, Phys. Rev. Lett. 94(11), 113901 (2005)
H. Su, Z. Hang, Z. Marcet, H. Chan, C. Chan, K. Wong, Phys. Rev. B 83(24), 245449 (2011)
C. Ropers, G. Stibenz, G. Steinmeyer, R. Müller, D. Park, K. Lee, J. Kihm, J. Kim, Q. Park, D. Kim, C. Lienau, Appl. Phys. B 84(1-2), 183 (2006)
T. Utikal, T. Zentgraf, J. Kuhl, H. Giessen, Phys. Rev. B 76(24), 245107 (2007)
J. Li, H. Iu, D.Y. Lei, J.T.K. Wan, J.B. Xu, H.P. Ho, M.Y. Waye, H.C. Ong, Appl. Phys. Lett. 94(18), 183112 (2009)
P.P. Vabishchevich, V.O. Bessonov, F.Y. Sychev, M.R. Shcherbakov, T.V. Dolgova, A.A.Fedyanin, JETP Lett. 92(9), 575 (2011)
M. Inoue, K. Arai, T. Fujii, M. Abe, J. Appl. Phys. 85, 5768 (1999)
M. Inoue, R. Fujikawa, A. Baryshev, A. Khanikaev, P. Lim, H. Uchida, O.A. Aktsipetrov, A.A. Fedyanin, T.V. Murzina, A.B.. Granovsky, J. Phys. D Appl. Phys. 39, R151 (2006)
A.A. Fedyanin, T. Yoshida, K. Nishimura, G. Marowsky, M. Inoue, O.A. Aktsipetrov, JETP Lett. 76, 527 (2002)
S. Kahl, A. Grishin, Appl. Phys. Lett. 84, 1438 (2004)
A.A. Fedyanin, T. Yoshida, K. Nishimura, G. Marowsky, M. Inoue, O.A. Aktsipetrov, J. Magn. Magn. Mater. 258–259, 96 (2003)
A.A. Fedyanin, O.A. Aktsipetrov, D. Kobayashi, K. Nishimura, H. Uchida, M. Inoue, J. Magn. Magn. Mater. 282, 256 (2004)
R. Li, M. Levy, Appl. Phys. Lett. 86, 251102 (2005)
A.G. Zhdanov, A.V. Fedyanin, O.A. Aktsipetrov, D. Kobayashi, H. Uchida, M. Inoue, J. Magn. Magn. Mater. 300, e253 (2006)
A.B.. Khanikaev, A.V. Baryshev, P.B. Lim, H. Uchida, M. Inoue, A.G. Zhdanov, A.A. Fedyanin, A.I. Maydykovskiy, O.A. Aktsipetrov, Phys. Rev. B 78, 193102 (2008)
T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, O.A. Aktsipetrov, K. Nishimura, H. Uchida, M. Inoue, J. Appl. Phys. 95, 7330 (2004)
T.V. Murzina, R. Kapra, T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, O.A. Aktsipetrov, K. Nishimura, H. Uchida, M. Inoue, Phys. Rev. B 70, 012407 (2004)
O.A. Aktsipetrov, T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, R. Kapra, T.V. Murzina, K. Nishimura, H. Uchida, M. Inoue, Laser Phys. 14, 685 (2004)
O.A. Aktsipetrov, T.V. Dolgova, A.A. Fedyanin, T.V. Murzina, M. Inoue, K. Nishimura, H. Uchida, J. Opt. Soc. Am. B 22, 176 (2005)
A.B.. Khanikaev, A.V. Baryshev, A.A. Fedyanin, A.B.. Granovsky, M. Inoue, Opt. Express 15, 6612 (2007)
C. Clavero, K. Yang, J. Skuza, R. Lukaszew, Opt. Lett. 35, 1557 (2010)
A.A. Grunin, A.G. Zhdanov, A.A. Ezhov, E.A. Ganshina, A.A. Fedyanin, Appl. Phys. Lett. 97, 261908 (2010)
V.I. Belotelov, I.A. Akimov, M. Pohl, V.A. Kotov, S. Kasture, A.S. Vengurlekar, A. Gopal, D. Yakovlev, A. Zvezdin, M. Bayer, Nat. Nanotechnol. 6, 370 (2011)
A.V. Chetvertukhin, A.V. Baryshev, H. Uchida, M. Inoue, A.A. Fedyanin, J. Appl. Phys. 111, 07A946 (2012)
A.V. Chetvertukhin, A.A. Grunin, A.V. Baryshev, T.V Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, A.A. Fedyanin, J. Magn. Magn. Mater. 324, 3516 (2012)
A.A. Grunin, N. Sapoletova, K. Napolskii, A. Eliseev, A.A. Fedyanin, J. Appl. Phys. 111, 07A948 (2012)
R.F. Wallis, in Surface Magnetoplasmons on Semiconductors, ed. by A.D. Boardman. Electromagnetic Surface Modes (Wiley, New York, 1982)
M. Kushwaha, P. Halevi, Phys. Rev. B 36, 5960 (1987)
Acknowledgements
Authors would like to thank A.A. Ezhov, A.V. Chetvertukhin, A.A. Grunin, P.P Vabishchevich, and B.B. Tsema for fruitful discussions.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2013 Springer Science+Business Media New York
About this chapter
Cite this chapter
Shcherbakov, M.R., Dolgova, T.V., Fedyanin, A.A. (2013). Recent Advances in Nanoplasmonics and Magnetoplasmonics. In: Korkin, A., Lockwood, D. (eds) Nanoscale Applications for Information and Energy Systems. Nanostructure Science and Technology. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5016-0_2
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5016-0_2
Published:
Publisher Name: Springer, New York, NY
Print ISBN: 978-1-4614-5015-3
Online ISBN: 978-1-4614-5016-0
eBook Packages: Chemistry and Materials ScienceChemistry and Material Science (R0)