Retardation effect on the plasmonic resonances
F. Zhang’s (PD) work, in collaboration with UTT (France), on the height effect of Al nanodisks on the plasmonic resonance was published in Optics Express! Congrats, Feifei! / Alナノディスクの高さがプラズモン共鳴に及ぼす影響について詳細に調べたトロア工科大学（フランス）との共同研究成果がOptics Express に掲載されました!
A single metallic nanodisk is the simplest plasmonic nanostructure, but it is robust enough to generate a Fano resonance in the forward and backward scattering spectra by the increment of nanodisk height in the symmetric and asymmetric dielectric environment. Thanks to the phase retardation effect, the non-uniform distribution of electric field along the height of aluminum (Al) nanodisk generates the out-of-plane higher-order modes, which interfere with the dipolar mode and subsequently result in the Fano-lineshape scattering spectra. Meanwhile, the symmetry-breaking effect by the dielectric substrate and the increment of refractive index of the symmetric dielectric environment further accelerate the phase retardation effect and contribute to the appearance of out-of-plane modes. The experimental results on the periodic Al nanodisk arrays with different heights confirm the retardation-induced higher modes in the asymmetric and symmetric environment. The appearance of higher modes and blueshifted main dips in the transmission spectra prove the dominant role of out-of-plane higher modes on the plasmonic resonances of the taller Al nanodisk. / 単一の金属ナノディスクは最も単純なプラズモンナノ構造ですが、対称および非対称な誘電体環境でのナノディスクの高さの増加により、前方および後方散乱スペクトルでファノ共鳴を生成するのに十分な要素を備えています。位相遅延効果のおかげで、アルミニウム（Al）ナノディスクの高さに沿った電界の不均一な分布により、面外の高次モードが生成されます。これは、双極子モードに干渉し、その後、ファノ線形になります。散乱スペクトル。一方、誘電体基板による対称性の破れと対称誘電体環境の屈折率の増加は、位相遅延効果をさらに加速し、面外モードの出現に寄与します。異なる高さの周期的Alナノディスクアレイでの実験結果は、非対称および対称環境での位相遅延効果によって誘発されたより高いモードを確認します。透過スペクトルにおける高次モードとブルーシフトしたメインディップの出現は、より高いAlナノディスクのプラズモン共鳴における面外高次モードの支配的な役割を証明しています。
Evidence of the retardation effect on the plasmonic resonances of aluminum nanodisks in the symmetric/asymmetric environment, FEIFEI ZHANG, JÉRÔME MARTIN, SHUNSUKE MURAI, PIERRE-MICHEL ADAM, JÉRÔME PLAIN, AND KATSUHISA TANAKA, Opt. Express 29(10), 14799-14814 (2021)
This work was partly supported by the Nanotechnology Hub, Kyoto University (JPMXP09F19NMC042).