Contents
1
Nanoplasmonics: From Present into Future. . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Mark I. Stockman
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1.1
Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1.2
Composition of the Chapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.2 Basics of Nanoplasmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.2.1
Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.2.2
Nanoantennas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.2.3
Radiative Loss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
1.2.4
Other Important Issues of Plasmonics in Brief . . . . . .
12
1.3 Nanolocalized Surface Plasmons (SPs) and
Their Hot Spots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
1.3.1
SPs as Eigenmodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
1.3.2
Inhomogeneous Localization of SPs and
Hot Spots of Local Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
1.3.3
Retarded Green’s Function and Field
Equation Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
1.3.4
SP Modes as Resonances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
1.3.5
Examples of Local Fields and Their Hot Spots . . . . .
26
1.3.6
Experimental Examples of Nanoplasmonic
Hot Spots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
1.4 Ultrafast Plasmonics and Coherent Control on Nanoscale . . . .
33
1.4.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
1.4.2
Time-Reversal Solution for Coherent Control . . . . . .
36
1.4.3
Qualitative Description of Time-Reversal
Coherent Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
1.4.4
Numerical Results for Time-Reversal
Coherent Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40
1.4.5
Coherent Control by Spatiotemporal Pulse
Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
1.4.6
Experimental Demonstrations of Coherent
Control on the Nanoscale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Nanoplasmonics: From Present into Future. . . . . . . . . . . . . . . . .
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Mark I. Stockman
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.1
Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.2
Composition of the Chapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 Basics of Nanoplasmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.1
Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.2
Nanoantennas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.2.3
Radiative Loss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.4
Other Important Issues of Plasmonics in Brief . . . . . .
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1.3 Nanolocalized Surface Plasmons (SPs) and
Their Hot Spots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3.1
SPs as Eigenmodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3.2
Inhomogeneous Localization of SPs and
Hot Spots of Local Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3.3
Retarded Green’s Function and Field
Equation Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3.4
SP Modes as Resonances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3.5
Examples of Local Fields and Their Hot Spots . . . . .
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1.3.6
Experimental Examples of Nanoplasmonic
Hot Spots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4 Ultrafast Plasmonics and Coherent Control on Nanoscale . . . .
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1.4.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.2
Time-Reversal Solution for Coherent Control . . . . . .
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1.4.3
Qualitative Description of Time-Reversal
Coherent Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.4
Numerical Results for Time-Reversal
Coherent Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.5
Coherent Control by Spatiotemporal Pulse
Shaping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.4.6
Experimental Demonstrations of Coherent
Control on the Nanoscale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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