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Enhancing molecule fluorescence with asymmetrical plasmonic antennas

Authors :
Olivier Tillement
Jie Liu
Guowei Lu
Tianyue Zhang
Qihuang Gong
Yuwei Wang
Yingbo He
Ying Gu
Pascal Perriat
Matteo Martini
Hongming Shen
State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity
Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology
Laboratoire Génie Industriel - EA 2606 ( LGI )
CentraleSupélec
Chaire Sciences des Systèmes et Défis Energétiques EDF/ECP/Supélec ( SSEC )
Ecole Centrale Paris-SUPELEC-CentraleSupélec-EDF R&D ( EDF R&D )
EDF ( EDF ) -EDF ( EDF )
Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] ( MATEIS )
Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL )
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées de Lyon ( INSA Lyon )
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA )
Institut Lumière Matière [Villeurbanne] ( ILM )
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Université de Lyon
Ctr LignoCellulose Struct & Format, Dept Biochem & Mol Biol
PennState University [Pennsylvania] ( PSU )
Laboratoire Génie Industriel - EA 2606 (LGI)
Chaire Sciences des Systèmes et Défis Energétiques EDF/ECP/Supélec (SSEC)
Ecole Centrale Paris-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-CentraleSupélec-EDF R&D (EDF R&D)
EDF (EDF)-EDF (EDF)
Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents (LPCML)
Université de Lyon-Université de Lyon
Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Pennsylvania State University (Penn State)
Penn State System-Penn State System
Source :
Nanoscale, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2013, 5 (14), pp.6545-6551. 〈10.1039/c3nr01306e〉, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2013, 5 (14), pp.6545-6551. ⟨10.1039/c3nr01306e⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

International audience; We propose and justify by the finite-difference time-domain method an efficient strategy to enhance the spontaneous emission of a fluorophore with a multi-resonance plasmonic antenna. The custom-designed asymmetrical antenna consists of two plasmonic nanoparticles with different sizes and is able to couple efficiently to free space light through multiple localized surface plasmon resonances. This design simultaneously permits a large near-field excitation near the antenna as well as a high quantum efficiency, which results in an unusual and significant enhancement of the fluorescence of a single emitter. Such an asymmetrical antenna presents intrinsic advantages over single particle or dimer based antennas made using two identical nanostructures. This promising concept can be exploited in the large domain of light-matter interaction processes involving multiple frequencies.

Details

Language :
English
ISSN :
20403364 and 20403372
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanoscale, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2013, 5 (14), pp.6545-6551. 〈10.1039/c3nr01306e〉, Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2013, 5 (14), pp.6545-6551. ⟨10.1039/c3nr01306e⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f25ec76b69dae3821e3ce9ec4eb786ad