September 29, 2011

A BIMETALLIC NANOANTENNA FOR DIRECTIONAL COLOUR ROUTING


"A bimetallic nanoantenna for directional colour routing". T. Shegai, S. Chen, V. D. Miljkovic, G. Zengin, P. Johansson, M. Käll. Nature Communications 2, 481 (2011). doi:10.1038/ncomms1490

Abstract: Recent progress in nanophotonics includes demonstrations of meta-materials displaying negative refraction at optical frequencies, directional single photon sources, plasmonic analogies of electromagnetically induced transparency and spectacular Fano resonances. The physics behind these intriguing effects is to a large extent governed by the same single parameter—optical phase. Here we describe a nanophotonic structure built from pairs of closely spaced gold and silver disks that show phase accumulation through material-dependent plasmon resonances. The bimetallic dimers show exotic optical properties, in particular scattering of red and blue light in opposite directions, in spite of being as compact as ~λ3/100. These spectral and spatial photon-sorting nanodevices can be fabricated on a wafer scale and offer a versatile platform for manipulating optical response through polarization, choice of materials and geometrical parameters, thereby opening possibilities for a wide range of practical applications.

Resumen: Los progresos recientes en nanofotónica incluyen demostraciones de meta-materiales que muestran refracción negativa a frecuencias ópticas, fuentes direccionales de fotones individuales, analogías plasmónicas de transparencia electromagnéticamente inducida y resonancias de Fano sobresalientes. La física detrás de estos fascinantes efectos es debido, en gran medida, a un mismo parámetro: la fase óptica. Aquí describimos una estructura nanofotónica, formada por parejas de discos de oro y plata muy cercanos entre sí, que muestran acumulación de fase por medio de la dependencia del material a las resonacias plasmónicas. Los dímeros bimetálicos exhiben propiedades ópticas exóticas, en particular presentan esparcimiento de luz roja y azul en direcciones opuestas, a pesar de ser tan compactos como ~λ3/100. Estos nanodispositivos espectrales y separadores espaciales de fotones pueden ser fabricados a escala de obleas, y ofrecen una plataforma versátil para la manipulación de respuestas ópticas a través de la polarización, la elección de materiales y de sus parámetros geométricos, de esta forma se abren posiblidades a una gran variedad de aplicaciones prácticas.