1. Local field enhancement and thermoplasmonics in multimodal aluminum structures
- Author
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Peter R. Wiecha, Jérôme Plain, Alexandre Bouhelier, Jérôme Martin, Arnaud Arbouet, Davy Gérard, Aurélien Cuche, Marie-Maxime Mennemanteuil, Dmitry Khlopin, Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique ( CEMES-NeO ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Nano Optics and Near-field spectroscopy Group, King‘s College London, Laboratoire de Nanotechnologie et d'Instrumentation Optique ( LNIO ), Institut Charles Delaunay ( ICD ), Université de Technologie de Troyes ( UTT ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Technologie de Troyes ( UTT ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Nano-Optique et Nanomatériaux pour l'optique (CEMES-NeO), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Nanotechnologie et d'Instrumentation Optique (LNIO), Institut Charles Delaunay (ICD), Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Troyes (UTT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB)
- Subjects
fano-resonant aluminum ,Nanostructure ,Photoluminescence ,Materials science ,Field (physics) ,FOS: Physical sciences ,plasmonic materials ,02 engineering and technology ,7. Clean energy ,01 natural sciences ,Optics ,Electric field ,Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall) ,0103 physical sciences ,Thermal ,nanostructures ,ultraviolet ,[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat] ,conversion ,010306 general physics ,Plasmon ,[PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,[ PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS ] Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics] ,Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics ,business.industry ,Surface plasmon ,nanoplasmonics ,gold ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Polarization (waves) ,nanoprisms ,nanoantennas ,Optoelectronics ,nanoparticles ,0210 nano-technology ,business ,[ PHYS.COND ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat] - Abstract
Aluminum nanostructures have recently been at the focus of numerous studies due to their properties including oxidation stability and surface plasmon resonances covering the ultraviolet and visible spectral windows. In this article, we reveal a new facet of this metal relevant for both plasmonics purpose and photo-thermal conversion. The field distribution of high order plasmonic resonances existing in two-dimensional Al structures is studied by nonlinear photoluminescence (nPL) microscopy in a spectral region where electronic interband transitions occur. The polarization sensitivity of the field intensity maps shows that the electric field concentration can be addressed and controlled on-demand. We use a numerical tool based on the Green dyadic method to analyze our results and to simulate the absorbed energy that is locally converted into heat. The polarization-dependent temperature increase of the Al structures is experimentally quantitatively measured, and is in an excellent agreement with theoretical predictions. Our work highlights Al as a promising candidate for designing thermal nanosources integrated in coplanar geometries for thermally assisted nanomanipulation or biophysical applications., 8 pages 6 figures main article; 7 pages 9 figures supporting informations
- Published
- 2017