Optical microscopy and spectroscopy of hybrid nanostructures composed of chlorophyll-containing photosynthetic complexes and silver nanowires reveal strong enhancement of fluorescence intensity of chlorophylls bound to the protein. This effect results from interaction between excited states of molecules embedded in the photosynthetic complex and plasmon excitations in metallic nanowires. Wide-field microscopy images reveal twofold increase of the emission intensity for complexes located at the ends of the nanowires as compared to the ones lying along the nanowires. Complementary spectrally and temporally resolved experiments indicate about 10-fold average increase of the chlorophyll fluorescence rate upon coupling with the metallic nanoparticles.

1.
M.
Pelton
,
J.
Aizpurua
, and
G.
Bryant
,
Laser Photonics Rev.
2
,
136
(
2008
).
2.
Y.
Fu
,
J.
Zhang
, and
J. R.
Lakowicz
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
5540
(
2010
).
3.
M. A.
Noginov
,
G.
Zhu
,
M.
Bahoura
,
C. E.
Small
,
C.
Davison
,
J.
Adegoke
,
V. P.
Drachev
,
P.
Nyga
, and
V. M.
Shalaev
,
Phys. Rev. B
74
,
184203
(
2006
).
4.
P.
Wang
,
X.
Zhao
, and
B.
Li
,
Nano Energy
1
,
152
(
2012
).
5.
K.
Ray
,
R.
Badugu
, and
J. R.
Lakowicz
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
8998
(
2006
).
6.
V. K.
Komarala
,
A. L.
Bradley
,
Y. P.
Rakovich
,
S. J.
Byrne
,
Y. K.
Gun'ko
, and
A. L.
Rogach
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
123102
(
2008
).
7.
S. R.
Beyer
,
S.
Ullrich
,
S.
Kudera
,
A. T.
Gardiner
,
R. J.
Cogdell
, and
J.
Koehler
,
Nano Lett.
11
,
4897
(
2011
).
8.
J. B.
Nieder
,
R.
Bittl
, and
M.
Brecht
,
Angew Chem., Int. Ed.
49
,
10217
(
2010
).
9.
Ł.
Bujak
,
N.
Czechowski
,
D.
Piatkowski
,
R.
Litvin
,
S.
MacKowski
,
T. H. P.
Brotosudarmo
,
R. J.
Cogdell
,
S.
Pichler
, and
W.
Heiss
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
173701
(
2011
).
10.
P.
Bharadwaj
and
L.
Novotny
,
Opt. Express
15
,
14266
(
2007
).
11.
L.
Novotny
and
N.
van Hulst
,
Nat. Photonics
5
,
83
(
2011
).
12.
J.
Lee
,
P.
Hernandez
,
J.
Lee
,
A.
Govorov
, and
N.
Kotov
,
Nature Mater.
6
,
291
(
2007
).
13.
X.
Huang
,
S.
Neretina
, and
M. A.
El-Sayed
,
Adv. Mater.
21
,
4880
4910
(
2009
).
14.
A.
Polman
and
H. A.
Atwater
,
Nature Mater.
11
,
174
(
2012
).
15.
Y.
Sun
,
Y.
Yin
,
B. T.
Mayers
,
T.
Herricks
, and
Y.
Xia
,
Chem. Mater.
14
,
4736
(
2002
).
16.
C.-C.
Chen
,
L.
Dou
,
R.
Zhu
,
C.-H.
Chung
,
T.-B.
Song
,
Y. B.
Zheng
,
S.
Hawks
,
G.
Li
,
P. S.
Weiss
, and
Y.
Yang
,
ACS Nano
6
,
7185
(
2012
).
17.
C.-H.
Kim
,
S.-H.
Cha
,
S. C.
Kim
,
M.
Song
,
J.
Lee
,
W. S.
Shin
,
S.-J.
Moon
,
J. H.
Bahng
,
N. A.
Kotov
, and
S.-H.
Jin
,
ACS Nano
5
,
3319
(
2011
).
18.
D.
Gerster
,
J.
Reichert
,
H.
Bi
,
J. V.
Barth
,
S. M.
Kaniber
,
A. W.
Holleitner
,
I.
Visoly-Fisher
,
S.
Sergani
, and
I.
Carmeli
,
Nat. Nanotechnol.
7
,
673
(
2012
).
19.
I.
Kim
,
S. L.
Bender
,
J.
Hranisavljevic
,
L. M.
Utschig
,
L.
Huang
,
G. P.
Wiederrecht
, and
D. M.
Tiede
,
Nano Lett.
11
,
3091
(
2011
).
20.
N. P.
Reynolds
,
S.
Janusz
,
M.
Escalante-Marun
,
J.
Timney
,
R. E.
Ducker
,
J. D.
Olsen
,
C.
Otto
,
V.
Subramaniam
,
G. J.
Leggett
, and
C. N.
Hunter
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
14625
(
2007
).
21.
N.
Czechowski
,
P.
Nyga
,
M. K.
Schmidt
,
T. H. P.
Brotosudarmo
,
H.
Scheer
,
D.
Piatkowski
, and
S.
Mackowski
,
Plasmonics
7
,
115
(
2012
).
22.
B.
Krajnik
,
T.
Schulte
,
D.
Piatkowski
,
N.
Czechowski
,
E.
Hofmann
, and
S.
Mackowski
,
Cent. Eur. J. Phys.
9
,
293
(
2011
).
23.
E.
Hofmann
,
P. M.
Wrench
,
F. P.
Sharples
,
R. G.
Hiller
,
W.
Welte
, and
K.
Diederichs
,
Science
272
,
1788
(
1996
).
24.
D.
Zigmantas
,
R. G.
Hiller
,
V.
Sundström
, and
T.
Polívka
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
99
,
16760
(
2002
).
25.
S.
Mackowski
,
S.
Wörmke
,
T. H. P.
Brotosudarmo
,
C.
Jung
,
R. G.
Hiller
,
H.
Scheer
, and
C.
Bräuchle
,
Biophys. J.
93
,
3249
(
2007
).
You do not currently have access to this content.