We studied excitation of surface plasmon-polaritons on graphene-metal surface. The metal surface is functionalized by transfer printing of graphene grown by chemical vapor deposition on copper foils. Surface plasmon resonance characteristics of monolayer and multilayer graphene on the metal surface are presented. We were able to obtain the dispersion relation of graphene-metal surface which reveals the essential feature of the plasmon-polaritons. As an application, we fabricated a surface plasmon resonance sensor integrated with a microfluidic device to study nonspecific physical interaction between graphene layer and proteins.
REFERENCES
1.
A. K.
Geim
and K. S.
Novoselov
, Nature Mater.
6
, 183
–191
(2007
).2.
Y. Q.
Wu
, Y. M.
Lin
, A. A.
Bol
, K. A.
Jenkins
, F. N.
Xia
, D. B.
Farmer
, Y.
Zhu
, and P.
Avouris
, Nature
472
, 74
–78
(2011
).3.
Y. M.
Lin
, A.
Valdes-Garcia
, S. J.
Han
, D. B.
Farmer
, I.
Meric
, Y. N.
Sun
, Y. Q.
Wu
, C.
Dimitrakopoulos
, A.
Grill
, P.
Avouris
, and K. A.
Jenkins
, Science
332
, 1294
–1297
(2011
).4.
P.
Avouris
, Nano Lett.
10
, 4285
–4294
(2010
).5.
I.
Meric
, M. Y.
Han
, A. F.
Young
, B.
Ozyilmaz
, P.
Kim
, and K. L.
Shepard
, Nat. Nanotechnol.
3
, 654
–659
(2008
).6.
A.
Reina
, X. T.
Jia
, J.
Ho
, D.
Nezich
, H. B.
Son
, V.
Bulovic
, M. S.
Dresselhaus
, and J.
Kong
, Nano Lett.
9
, 3087
–3087
(2009
).7.
C.
Kocabas
and E.
Pince
, Appl. Phys. Lett.
97
, 173106
(2010
).8.
J. A.
Rogers
, Nat. Nanotechnol.
3
, 254
–255
(2008
).9.
F.
Bonaccorso
, Z.
Sun
, T.
Hasan
, and A. C.
Ferrari
, Nat. Photonics
4
, 611
–622
(2010
).10.
F. N.
Xia
and P.
Avouris
, IEEE Photon. J.
3
, 293
–295
(2011
).11.
T.
Mueller
, F. N. A.
Xia
, and P.
Avouris
, Nat. Photonics
4
, 297
–301
(2010
).12.
J. M.
Lee
, J. W.
Choung
, J.
Yi
, D. H.
Lee
, M.
Samal
, D. K.
Yi
, C. H.
Lee
, G. C.
Yi
, U.
Paik
, J. A.
Rogers
, and W. I.
Park
, Nano Lett.
10
, 2783
–2788
(2010
).13.
F. H. L.
Koppens
, D. E.
Chang
, and F. J. G.
de Abajo
, Nano Lett.
11
, 3370
–3377
(2011
).14.
M.
Jablan
, H.
Buljan
, and M.
Soljacic
, Phys. Rev. B
80
, 245435
(2009
).15.
S. Y.
Shin
, N. D.
Kim
, J. G.
Kim
, K. S.
Kim
, D. Y.
Noh
, K. S.
Kim
, and J. W.
Chung
, Appl. Phys. Lett.
99
, 082110
(2011
).16.
L. A.
Falkovsky
and S. S.
Pershoguba
, Phys. Rev. B
76
, 153410
(2007
).17.
Z.
Fei
, G. O.
Andreev
, W. Z.
Bao
, L. F. M.
Zhang
, A. S.
McLeod
, C.
Wang
, M. K.
Stewart
, Z.
Zhao
, G.
Dominguez
, M.
Thiemens
, M. M.
Fogler
, M. J.
Tauber
, A. H.
Castro-Neto
, C. N.
Lau
, F.
Keilmann
, and D. N.
Basov
, Nano Lett.
11
, 4701
–4705
(2011
).18.
X.
Zhang
, M.
Liu
, X. B.
Yin
, E.
Ulin-Avila
, B. S.
Geng
, T.
Zentgraf
, L.
Ju
, and F.
Wang
, Nature
474
, 64
–67
(2011
).19.
F.
Wang
, C. F.
Chen
, C. H.
Park
, B. W.
Boudouris
, J.
Horng
, B. S.
Geng
, C.
Girit
, A.
Zettl
, M. F.
Crommie
, R. A.
Segalman
, and S. G.
Louie
, Nature
471
, 617
–620
(2011
).20.
F.
Wang
, Y. B.
Zhang
, C. S.
Tian
, C.
Girit
, A.
Zettl
, M.
Crommie
, and Y. R.
Shen
, Science
320
, 206
–209
(2008
).21.
S. H.
Choi
, Y. L.
Kim
, and K. M.
Byun
, Opt. Express
19
, 458
–466
(2011
).22.
L.
Wu
, H. S.
Chu
, W. S.
Koh
, and E. P.
Li
, Opt. Express
18
, 14395
–14400
(2010
).23.
N.
Papasimakis
, Z. Q.
Luo
, Z. X.
Shen
, F.
De Angelis
, E.
Di Fabrizio
, A. E.
Nikolaenko
, and N. I.
Zheludev
, Opt. Express
18
, 8353
–8359
(2010
).24.
S. F.
Shi
, X. D.
Xu
, D. C.
Ralph
, and P. L.
McEuen
, Nano Lett.
11
, 1814
–1818
(2011
).25.
E.
Cubukcu
, F.
Degirmenci
, C.
Kocabas
, M. A.
Zimmler
, J. A.
Rogers
, and F.
Capasso
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
106
, 2495
–2499
(2009
).26.
E.
Cubukcu
, E. A.
Kort
, K. B.
Crozier
, and F.
Capasso
, Appl. Phys. Lett.
89
, 093120
(2006
).27.
G. B.
Sigal
, C.
Bamdad
, A.
Barberis
, J.
Strominger
, and G. M.
Whitesides
, Anal. Chem.
68
, 490
–497
(1996
).28.
S. S.
Chen
, L.
Brown
, M.
Levendorf
, W. W.
Cai
, S. Y.
Ju
, J.
Edgeworth
, X. S.
Li
, C. W.
Magnuson
, A.
Velamakanni
, R. D.
Piner
, J. Y.
Kang
, J.
Park
, and R. S.
Ruoff
, ACS Nano
5
, 1321
–1327
(2011
).29.
L.
Colombo
, X. S.
Li
, W. W.
Cai
, J. H.
An
, S.
Kim
, J.
Nah
, D. X.
Yang
, R.
Piner
, A.
Velamakanni
, I.
Jung
, E.
Tutuc
, S. K.
Banerjee
, and R. S.
Ruoff
, Science
324
, 1312
–1314
(2009
).30.
T.
Oznuluer
, E.
Pince
, E. O.
Polat
, O.
Balci
, O.
Salihoglu
, and C.
Kocabas
, Appl. Phys. Lett.
98
, 183101
(2011
).31.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4721453 for Raman spectra of multilayer graphene (Fig. S1), SPR wavelength as a function of incidence angle for silver-graphene and gold-graphene surfaces (Fig. S2), reflectivity maps and dispersion curves for gold-graphene surface (Fig. S3).
32.
33.
C.
Moreno-Castilla
, Carbon
42
, 83
–94
(2004
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.