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Plasmonic mode mixing in nanoparticle dimers with nm-separations via sub.trate-mediated coupling

Nano Research 2014年第9期7卷 1344-1354页

作者： jesse theiss mehmet aykol prathamesh pavaskar stephen b. cronin Ming Hsieh Department of Electrical Engineering University of Southern California Los Angeles CA 90089 USA

We fab.icate arrays of metallic nanoparticle dimers with nanometer separation using electron b.am lithography and angle evaporation. These ＂nanogap＂ dimers are fab.icated on thin silicon nitride memb.anes to enab.e high resolution transmission electron microscope imaging of the specific nanoparticle geometries. Plasmonic resonances of the pairs are characterized b. dark-field scattering micro-spectroscopy, which enab.es the optical scattering from individual nano- structures to b. measured b. using a spatially-filtered light source to illuminate a small area. Scattering spectra from individual dimers are correlated with transmis- sion electron microscope images and finite-difference time-domain simulations of their electromagnetic response, with excellent agreement b.tween simulation and experiment. We ob.erve a strong polarization dependence with two dominant scattering peaks in spectra taken with the polarization aligned along the dimer axis. This response arises from a unique Fano interference, in which the b.ight hyb.idized modes of an asymmetric dimer are ab.e to couple to the dark higher- order hyb.idized modes through sub.trate-mediated coupling. The presence of this interference is strongly dependent on the nanoparticle geometry that defines the plasmon energy profile b.t also on the intense localization of charge at the dielectric surface in the nanogap region for separations smaller than 6 nm.

关键词： plasmonics fano interference transmission electron microscopy (TEM) nanogapdark-field spectroscopy

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