Sistani, M., Bartmann, M. G., Güsken, N. A., Oulton, R. F., Keshmiri, H., Seifner, M. S., Barth, S., Fukata, N., Luong, M. A., den Hertog, M. I., Lugstein, A., Vienna University of Technology (TU Wien), Imperial College London, Goethe-University Frankfurt am Main, National Institute for Materials Science (NIMS), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Matériaux, Rayonnements, Structure (NEEL - MRS)
Surface plasmon polaritons have rapidly established themselves as a promising concept for molecular sensing, near-field nanoimaging, and transmission lines for emerging integrated ultracompact photonic circuits. In this letter, we demonstrate a highly compact surface plasmon polariton detector based on an axial metal-semiconductor-metal nanowire heterostructure device. Here, an in-coupled surface plasmon polariton propagates along an aluminum nanowire waveguide joined to a high index germanium segment, which effectively acts as a photoconductor at low bias. Based on this system, we experimentally verify surface plasmon propagation along monocrystalline Al nanowires as thin as 40 nm in diameters. Furthermore, the monolithic integration of plasmon generation, guiding, and detection enables us to examine the bending losses of kinked waveguides. These systematic investigations of ultrathin monocrystalline Al nanowires represent a general platform for the evaluation of nanoscale metal based waveguides for transmission lines of next generation high-speed ultracompact on-chip photonic circuits.