We measure absolute optical absorption cross-sections of one- (1D) and two-dimensional (2D) nanostructures using a focused laser beam while varying the numerical aperture (NA) of the focusing lens. We find the optical absorption deviates at higher NA. In the high NA regime, absorption by graphene decreases from 2.2% to below 1.8%; for Ge nanowires, it decreases from an expected value by a factor of 1.2. We explain this using the depolarization effect at the focal spot and conclude that these corrections allow for accurate quantitative measurements of optical and optoelectronic processes in 1D or 2D nanostructures.

1.
O. E.
Semonin
,
J. M.
Luther
,
S.
Choi
,
H.
Chen
,
J.
Gao
,
A. J.
Nozik
, and
M. C.
Beard
,
Science
334
,
1530
(
2011
).
2.
N. M.
Gabor
,
Z.
Zhong
,
K.
Bosnick
,
J.
Park
, and
P. L.
McEuen
,
Science
325
,
1367
(
2009
).
3.
M. D.
Kelzenberg
,
D. B.
Turner-Evans
,
B. M.
Kayes
,
M. A.
Filler
,
M. C.
Putnam
,
N. S.
Lewis
, and
H. A.
Atwater
,
Nano Lett.
8
,
710
(
2008
).
4.
Y.
Ahn
,
J.
Dunning
, and
J.
Park
,
Nano Lett.
5
,
1367
(
2005
).
5.
N. G.
Kalugin
,
L.
Jing
,
W.
Bao
,
L.
Wickey
,
C. D.
Barga
,
M.
Ovezmyradov
,
E. A.
Shaner
, and
C. N.
Lau
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
013504
(
2011
).
6.
M. H.
Huang
,
S.
Mao
,
H.
Feick
,
H. Q.
Yan
,
Y. Y.
Wu
,
H.
Kind
,
E.
Weber
,
R.
Russo
, and
P. D.
Yang
,
Science
292
,
1897
(
2001
).
7.
C. J.
Kim
,
H. S.
Lee
,
Y. J.
Cho
,
K.
Kang
, and
M. H.
Jo
,
Nano Lett.
10
,
2043
(
2010
).
8.
K.
Okamoto
,
I.
Niki
,
A.
Shvartser
,
Y.
Narukawa
,
T.
Mukai
, and
A.
Scherer
,
Nature Mater.
3
,
601
(
2004
).
9.
P.
Bharadwaj
,
B.
Deutsch
, and
L.
Novotny
,
Adv. Opt. Photon.
1
,
438
(
2009
).
10.
L.
Vivien
,
P.
Lancon
,
D.
Riehl
,
F.
Hache
, and
E.
Anglaret
,
Carbon
40
,
1789
(
2002
).
11.
D. Y.
Joh
,
J.
Kinder
,
L. H.
Herman
,
S.
Ju
,
M. A.
Segal
,
J. N.
Johnson
,
G. K. L.
Chan
, and
J.
Park
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
51
(
2011
).
12.
K. F.
Mak
,
J.
Shan
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
046401
(
2011
).
13.
R.
Saito
and
H.
Kataura
, in
Carbon Nanotubes
, Topics in Applied Physics Vol. 80, edited by
M. S.
Dresselhaus
,
G.
Dresselhaus
, and
P.
Avouris
(
Springer
,
Berlin
,
2001
), p.
213
.
14.
C. F.
Bohren
and
D. R.
Huffman
,
Absorption and Scattering of Light by Small Particles
(
Wiley
,
2004
).
15.
B.
Richards
and
E.
Wolf
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
253
,
358
(
1959
).
16.
B.
Sick
,
B.
Hecht
,
U. P.
Wild
, and
L.
Novotny
,
J. Microsc. (Oxford)
202
,
365
(
2001
).
17.
K.
Bahlmann
and
S. W.
Hell
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
612
(
2000
).
18.
J. W.
Suk
,
A.
Kitt
,
C. W.
Magnuson
,
Y.
Hao
,
S.
Ahmed
,
J.
An
,
A. K.
Swan
,
B. B.
Goldberg
, and
R. S.
Ruoff
,
ACS Nano
5
,
6916
(
2011
).
19.
C. J.
Kim
,
H. S.
Lee
,
Y. J.
Cho
,
J. E.
Yang
,
R. R.
Lee
,
J. K.
Lee
, and
M. H.
Jo
,
Adv. Mater.
23
,
1025
(
2011
).
20.
J. M.
Dawlaty
,
S.
Shivaraman
,
J.
Strait
,
P.
George
,
M.
Chandrashekhar
,
F.
Rana
,
M. G.
Spencer
,
D.
Veksler
, and
Y. Q.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
131905
(
2008
).
21.
Q. L.
Bao
,
H.
Zhang
,
Y.
Wang
,
Z. H.
Ni
,
Y. L.
Yan
,
Z. X.
Shen
,
K. P.
Loh
, and
D. Y.
Tang
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
3077
(
2009
).
22.
L. Y.
Cao
,
J. S.
White
,
J. S.
Park
,
J. A.
Schuller
,
B. M.
Clemens
, and
M. L.
Brongersma
,
Nature Mater.
8
,
643
(
2009
).
23.
J. H.
Jung
,
H. S.
Yoon
,
Y. L.
Kim
,
M. S.
Song
,
Y.
Kim
,
Z. G.
Chen
,
J.
Zou
,
D. Y.
Choi
,
J. H.
Kang
,
H. J.
Joyce
,
Q. A.
Gao
,
H. H.
Tan
, and
C.
Jagadish
,
Nanotechnology
21
,
295602
(
2010
).
You do not currently have access to this content.